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智能照明平台解决方案.doc

智能照明平台解决方案

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2018-10-01 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《智能照明平台解决方案doc》,可适用于求职/职场领域

智能照明平台解决方案摘要:本文主要介绍了世强电讯基于瑞萨(Renesas)电子为照明应用贴身打造的的高性能KIx系列MCU开发的智能照明平台解决方案该方案在硬件、软件方面满足中高端照明产品智能化调光控制和组网的需求具有高性能、低成本的优势。、照明技术现状随着照明工业的迅速发展出现了越来越多的照明控制方案电源的设计、灯的驱动电路、安全保护、管理接口等多个方面都变得愈加灵活目前照明技术包括主流的荧光灯、LED灯和HID技术等其广泛应用使得电源驱动的拓扑结构差异非常大从常见的Flyback、Buck、Boost以及延伸出来的其他结构都在被大量使用产品设计是否采用先进的数字节能控制设计是否支持flyback、Buck、Boost等灵活的拓扑结构应用研发周期和投放市场时间的长短将决定产品的成败然而传统的照明方案往往是采用专用器件来实现的难以满足快速发展的需求。因此一个优秀的照明平台解决方案无疑需要支持灵活的拓扑结构应用并满足DALI、DMX、V、无线、红外等当今主流照明控制方案的调光、组网需求针对这种状况世强电讯开发了以瑞萨(Renesas)电子KIx系列MCU为核心的智能照明平台解决方案外加丰富的参考设计在硬件电路和软件开发上为照明厂商多样化的照明设计方案提供有效的指导帮助厂商高效率开发拥有自己知识产权的照明系统。KIx系列MCU是瑞萨(Renesas)电子面向照明应用领域精心设计的高性能位MCU下面对其进行介绍。、KIx系列MCU介绍如图KIx系列MCU定位于满足目前照明市场高分辨率调光控制、异常检出保护、智能化节能控制等热门需求依靠单MCU实现低成本、高性能的绿色节能照明系统。图KIx系列MCU设计理念KIx系列MCU内置丰富的硬件资源为灵活的照明电源驱动设计和调光控制提供了优秀的硬件支持。具体表现在:bitPWM计时器最大计数时钟频率MHz输出和比较器连动进行PFC控制带路死区时间控制的PWM输出适合驱动半桥全桥电路实现变频控制.内置运放、多路高速bitAD和比较器等模拟电路简化了外围电路定时器能触发AD采样捕捉合适的信号有用点.比较器外部中断能实现硬件的禁止输出功能反应快速保证安全定时器遥控接口和UART功能面向红外和无线遥控的应用有DALI总线接口的通讯模块适用于智能照明控制多个保护模块:窗口型看门狗、时钟监控、低压报警等工作可靠。三、世强智能照明平台方案世强电讯开发的智能照明平台解决方案基于KIx系列MCU上述丰富的硬件功能资源为核心定位于照明产品高性能、低成本的设计目标在LED照明、荧光灯、HID照明等领域为客户提供多种灵活的参考设计。图是LED驱动控制应用的参考方案在该方案中只需利用比较器、PWM输出连动功能就能够独立进行路恒流控制通过改变内部参考电压或PWM输出设置即可实现调光并且MCU支持各种传感器和DALI、DMX、模拟量输入等多种通信接口可根据外部环境选择合适的通讯控制方案实现最佳控制。图KIxLED驱动控制下面就Flyback电路举例说明通过比较器进行恒流控制的过程图Flyback电路恒流控制对于开关电源PWM占空比决定输出电压如图电路开始工作后LED电流经采样后加到MCU内置比较器端口和参考值进行比较产生中断信号来调整PWM的占空比其变化过程见图如当电流大于参考值时降低占空比反之提高占空比最终达到一个负载电流动态稳定的状态。对于调光KIx系列MCU有多种方式来实现通过改变比较器参考电压或者利用定时器TMH和PWM输出连动功能另外我们的方案也可以利用该款MCU强大的数据处理运算能力通过ADC功能和嵌入的算法控制来实现恒流控制同时为MCU功能扩展提供了充足资源。图恒流控制原理图是世强电讯嵌入DALI协议的智能照明平台方案该方案利用MCU内置DALI总线接口的通讯模块利用单个MCU完成灯具调光、组网实现高性能的DALI绿色节能照明系统目前已经作为国内某大型照明厂商的参考设计。DALI从机系统主要分为通讯模块和LED驱动控制模块两部分外围电路设计简单。如图图DALI从机系统结构采用BOOST电源拓扑结构输入电压经过升压后直接驱动LED灯负载电流采样通过嵌入算法实现恒流控制MCU内置DALI通讯接口通过总线和DALI主机连接实现和主机的相互通讯完成上位机发出的操作控制指令灯具温度、光照度传感器信号加到MCU端口实现异常检测保护。四、总结世强智能照明平台解决方案基于瑞萨(Renesas)电子为照明应用定身量做的KIx系列MCU设计完成具有以下特点:、高性能:MCU内置ADC、比较器、数字运算放大器等丰富的硬件资源可以支持BUCK、BOOST、FLYBACK等多种灵活的电源驱动设计方案嵌入DALI、DMX等照明控制协议即可实现照明灯具调光、组网的目的同时该方案具有过压、过流、过温等异常检出保护功能产品安全性、可靠性更高、低成本:由图、图可以看出世强智能照明平台方案电路设计简便快捷单MCU附加简单的外围电路即可实现智能化控制目前众多的ASIC设计方案除了需要一颗MCU实现智能调光和通讯外还需专用LED驱动芯片在较大功率应用中往往还需要外置的MOSFET所以在成本方面与目前众多的ASIC方案对比如下:世强智能照明平台方案ASIC智能照明设计方案主要IC辅助电源、LDO、MOSFETKIxMCU辅助电源、照明电路驱动IC、MOSFET、MCU(非KIx)对比分析基于KIxMCU的方案在BOM成本显然优于ASIC方案主要在于其强大的照明应用功能可见世强智能照明平台方案具有很高的性价比使产品更具市场竞争力、KIxMCU自身的丰富资源有利于照明产品功能的拓展和多样化满足不同厂商多领域的应用需求实现高效灵活的功率级应用。目前世强电讯智能照明平台解决方案已经得到国内多家照明厂商的应用对于客户世强电讯将提供评估板、参考程序和相关的开发软件并提供硬件设计、软件开发等方面全方位的技术支持有关方案详细信息及相关技术支持请联系瑞萨(Renesas)电子授权代理商世强电讯。

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