超低功耗藍(lán)牙控制的高性價比可調(diào)光智能照明方案
物聯(lián)網(wǎng)正高速增長,在其細(xì)分領(lǐng)域智能家居和樓宇自動化應(yīng)用中,智能照明發(fā)揮著舉足輕重的作用,實現(xiàn)節(jié)能省電,降低用電成本,并方便人們的生活。要設(shè)計出具競爭優(yōu)勢的智能照明方案,需從LED驅(qū)動、通信、能效等多方面考量。安森美半導(dǎo)體提供基于藍(lán)牙低功耗的智能照明方案,集成可擴(kuò)展功率的線性LED交流直接驅(qū)動器NCL30170、行業(yè)最低功耗的藍(lán)牙5系統(tǒng)單芯片(SoC) RSL10和高壓線性穩(wěn)壓器NCP786A,省去開關(guān)電源(SMPS),模擬調(diào)光范圍從5%至100%,功率因數(shù)(PF)達(dá)0.99,滿載條件下的總諧波失真(THDi)僅11%,待機(jī)功耗低于200mW,有助于設(shè)計人員以高性價比實現(xiàn)超低功耗藍(lán)牙控制的可調(diào)光智能照明方案。
圖1:藍(lán)牙低功耗智能照明方案演示NCL30170 + RSL10 + NCP786A
如何驅(qū)動智能調(diào)光?
交流直接驅(qū)動拓?fù)涞囊粋€明顯優(yōu)勢是省去傳統(tǒng)的開關(guān)電源,降低物料單(BoM)成本,減小占板空間,改善EMI性能,并使LED使用壽命更長。
安森美半導(dǎo)體的NCL30170交流直接驅(qū)動LED驅(qū)動器,集成高壓啟動電流源,實現(xiàn)快速啟動,用于智能照明和切相調(diào)光應(yīng)用,該控制器管理多個串聯(lián)的LED電流,采用安森美半導(dǎo)體專有的自動整流(auto-commutation)拓?fù)洌a(chǎn)生平滑的正弦波電流,使LED恒流精度達(dá)±1%,THD低于10%,從而確保LED亮度保持不變,并提供領(lǐng)先行業(yè)的功率因數(shù)(0.99)。
圖2:NCL30170實現(xiàn)高精度恒流
圖3:NCL30170提供極佳的PF和THD
NCL30170還是市場上首個能夠驅(qū)動多個外部MOSFET開關(guān)從而支持連接多個LED串的產(chǎn)品,功率可從5W擴(kuò)展到300W,連接的LED串的總數(shù)和外部開關(guān)僅受最高功率水平的限制。
NCL30170可以實現(xiàn)模擬調(diào)光,調(diào)光范圍從5%到100%,并能在整個調(diào)光范圍內(nèi)保持穩(wěn)壓,從而確保即使在低功率下,從LED亮度仍然保持不變。對于使用TRIAC的切相調(diào)光,NCL30170可實現(xiàn)良好的可控硅兼容性。
此外,NCL30170還集成輸入過壓保護(hù)、Rcs短路保護(hù)、熱關(guān)斷等保護(hù)特性,從而確保高可靠性。
通過藍(lán)牙低功耗控制智能照明
RSL10是藍(lán)牙5認(rèn)證的無線電系統(tǒng)單芯片,支持藍(lán)牙低功耗和2.4GHz專有/定制協(xié)議,數(shù)據(jù)速率達(dá)2Mbps,采用不同的封裝可為多領(lǐng)域IoT應(yīng)用提供行業(yè)最低藍(lán)牙功耗,深度睡眠模式下功耗僅62.5nW,峰值接收功耗僅7mW,其高能效獲行業(yè)最高的EEMBC? ULPMark?評分,并支持1.1V至3.3V的寬電源電壓范圍,采用384kB閃存,雙核處理器(ARM Cortex-M3處理器、32位Dual-Harvard DSP系統(tǒng)),還支持CEVA藍(lán)牙堆棧。在無高壓電源時,RSL10聯(lián)接間隔(connection interval) 50ms,在與用戶交互時提供快速響應(yīng),峰值電流8mA,平均電流僅42μA。
圖4:RSL10框圖
可調(diào)輸出的降壓穩(wěn)壓器
NCP786A是高性能的高壓線性穩(wěn)壓器,輸入電壓范圍55V至450VDC,輸出電流達(dá)10mA,輸出電壓可通過電阻分壓器設(shè)定,范圍為1.27V至15V,極其適用于高輸入電壓應(yīng)用。提供超低靜態(tài)電流(典型值10μA),超高電源抑制比(PSRR:70dB@60Hz,90dB@100kHz),自耗電不超過25μA,功耗僅8mW,大大低于通常所用的開關(guān)電源降壓穩(wěn)壓器。
RSL10+NCP786A用于調(diào)光應(yīng)用的功耗
在輸入300VDC時,我們測得RSL10+NCP786A調(diào)光器在未聯(lián)接時的平均電流為38μA,聯(lián)接的平均電流為57μA至67μA,功耗僅22mW。
圖5:調(diào)光器功耗–Vin 300 VDC
待機(jī)功耗
在230V交流輸入時測得的待機(jī)功耗(NCL30170+RSL10)約140mW至150mW,其中NCL30170約消耗125mW。整個方案的待機(jī)功耗低于200mW。
總結(jié)
該藍(lán)牙低功耗可調(diào)光智能照明方案采用創(chuàng)新的交流直接驅(qū)動拓?fù)?,無需傳統(tǒng)的SMPS,具備成本、體積、使用壽命和可靠性等多方面優(yōu)勢,并可根據(jù)需要靈活擴(kuò)展功率范圍,基于安森美半導(dǎo)體專有的有源恒定功率調(diào)光控制技術(shù),調(diào)光范圍從5%至100%,功率因數(shù)達(dá)0.99,全功率時的THDi僅11%,即使在調(diào)光時也能保持均勻的照明亮度,集成行業(yè)最低功耗的藍(lán)牙5
SoC
RSL10,提供先進(jìn)的無線功能而不影響系統(tǒng)尺寸,通過高壓線性穩(wěn)壓器NCP786A提供超高PSRR,提高無線應(yīng)用性能,以高性價比實現(xiàn)高性能、超低功耗藍(lán)牙控制的可調(diào)光智能照明方案。