辰东,遮天,旷世神医

超低功耗、無頻閃、無可聞噪聲的中高功率智能照明雙輸出調光方案

2019-08-29 15:48:22 安森美

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智能照明是智能家居、智能建筑等物聯網(IoT)細分領域中的關鍵構建塊，通過智能地按需照明實現節能省電，涉及LED驅動、智能調光、通信等技術。本文將介紹安森美半導體針對中高功率應用的一個智能照明雙輸出調光方案，采用寬輸入、混合調光的高能效FL7760降壓控制器，結合行業最低功耗的藍牙低功耗(BLE)無線電系統單芯片(SoC)評估板RSL10-002GEVB，基于可配置的快速原型平臺物聯網開發套件(IDK)或藍牙IDK (B-IDK)，輕易實現高能效、超低功耗、無頻閃、無可聞噪聲的智能照明雙輸出調光方案。

可配置的模塊化IDK：加快和簡化應用開發

IDK是可配置的、節點到云的模塊化平臺，曾多次獲媒體獎項并廣受行業好評，使設計人員在盡可能短的時間內評估、開發和推出高度差異化的IoT系統，應用于廣泛的行業領域，包括智能照明、環境監測、醫療保健、家居/樓宇自動化、工業控制和可穿戴式電子產品等。IDK集成硬件、軟件平臺和通用系統接口，提供寬廣的聯接、感知和控制配置選項，和基于Eclipse的集成開發環境(IDE)，采用ARM mbed處理器，獲亞馬遜網絡服務(AWS)和微軟Microsoft Azure云認證，提供增強的靈活性和安全性，設計人員可將IDK主板與不同的擴展板 (感知/互聯/致動)進行擴展配置，如本文介紹的智能照明雙輸出調光方案基于IDK，采用兩顆FL7760降壓控制器用于調光，配以RSL10評估板以聯接APP進行調光控制。

圖1：IDK是可配置的、節點到云的模塊化平臺

圖2：采用兩個FL7760降壓控制器用于調光

圖3：RSL10評估板聯接APP以實現LED調光

B-IDK：快速構建藍牙低功耗無線應用的原型平臺

藍牙低功耗(BLE)具備優化的功耗且易于聯接到智能手機，是短距聯接設備的首選協議。B-IDK基于行業最低功耗的藍牙5無線電RSL10，并結合IDK能力，提供現成的示例代碼，易于連接到其它IDK子板以擴展傳感和控制功能。

FL7760子板兼容B-IDK板 (BDK-GEVK)，可通過PMOD連接器或Arduino連接器連接到基板。多個傳感器和致動器子板可連接到BDK-GEVK以擴展功能和實現各種藍牙低功耗IoT應用開發。

圖4：B-IDK板 (BDK-GEVK)

FL7760：寬模擬+PWM混合調光，無頻閃、無可聞噪聲

調光是智能LED照明的一個重要功能，也是許多LED驅動器支持的特性。這通常使用模擬電平設置光輸出或脈寬調制(PWM)信號來實現。FL7760是一款高能效的降壓控制器，用于中高功率照明應用，以連續導通模式(CCM)運行，提供8至60 V的寬輸入電壓范圍，同時支持模擬調光和PWM調光。雖然PWM調光因快速開關可能會出現不理想的頻閃和可聞噪聲，但提供寬調光范圍能力，FL7760支持1%至100%的全PWM調光范圍。模擬調光沒有PWM調光的缺陷，但通常調光范圍僅能達到15-100％，而FL7760的模擬調光范圍顯著擴寬到5%至100%，這個范圍令模擬調光首次成為照明設計師的一個實用的選擇。FL7760的一個主要差異化創新在于，它能夠在需要低于5％模擬調光下限進行調光時，無縫地結合模擬和PWM，提供混合調光，從而能夠提供全范圍調光功能，消除頻閃和可聞噪聲問題。

FL7760提供2 MHz的高開關頻率，有利于縮減外形，且待機功耗低，還集成熱關斷、過流保護、欠壓鎖定等豐富的保護特性。

通過BLE無線電聯接APP進行調光控制：靈活、超低功耗

RSL10是超低功耗、極靈活的多協議2.4 GHz無線電，采用雙核處理器(ARM® Cortex®-M3處理器、32位Dual-Harvard數字信號處理DSP系統)，支持BLE技術和2.4 GHz專有協議棧，深度睡眠模式下功耗僅62.5 nW，峰值接收功耗僅7 mW，其高能效獲行業最高的EEMBC® ULPMark™評分。
RSL10評估板用于評估和開發基于BLE的應用，兼容Arduino，支持PMOD接口，具有板載J-Link用于簡單的調試，備用的板載串行線或JTAG(SWJ-DP)用于ARM® Cortex® -M3處理器調試，通過標準的0.1英寸header接入RSL10的所有外設，板載的4位電平轉換器將RSL10的I/O信號電平轉換為3.3 V數字邏輯電平，具有天線匹配和濾波網絡并集成PCB天線。

測試裝置

經測試，該方案提供超低功耗，滿足嚴格的能效標準，且達2 MHz的高開關頻率實現較小外形，PWM調光范圍1%至100%，模擬調光范圍5%至100%，通過PWM+模擬的混合調光消除頻閃和可聞噪聲。