數(shù)字信號(hào)控制器將智能控制和通信融合到LED照明中

　　圖4:調(diào)光的數(shù)字控制

　　數(shù)字LED驅(qū)動(dòng)

　　除了調(diào)光控制，DSC還可提供一個(gè)有效電源來(lái)控制高亮度LED的正向電流。降壓和升壓開關(guān)電源(SMPS)拓?fù)渚捎糜跒長(zhǎng)ED供電且均可受益于DSC智能。

　　圖5:用于驅(qū)動(dòng)LED或串聯(lián)LED的降壓拓?fù)?/p>

　　當(dāng)LED或串聯(lián)LED的正向電壓小于電源電壓時(shí)，使用降壓拓?fù)?。在該拓?fù)渲?，如圖5所示，PWM 控制開關(guān)(Q)，而當(dāng)開關(guān)(Q)關(guān)閉時(shí)檢測(cè)電阻(Rsns)上的電壓對(duì)應(yīng)LED的正向電流。DSC的比較器用于比較電阻(Rsns)上的電壓與可配置的內(nèi)部參考電壓，該參考電壓與所需的LED正向電流成正比。當(dāng)檢測(cè)電壓大于內(nèi)部參考電壓時(shí)，該模擬比較器將禁止PWM的短路開關(guān)(Q)，使得電感(L)通過(guò)二極管(D)和LED釋放其存儲(chǔ)的電流。下一個(gè)PWM周期開始時(shí)，開關(guān)(Q)關(guān)閉，并再次開始該過(guò)程。DSC的高級(jí)特性使該方法可有效調(diào)節(jié)流經(jīng)LED的正向電流，而不會(huì)造成任何CPU開銷。

　　當(dāng)LED或串聯(lián)LED的正向電壓大于電源電壓時(shí)，使用升壓拓?fù)?，如圖6所示。和降壓拓?fù)湟粯?，PWM 控制開關(guān)(Q)，監(jiān)視流經(jīng)檢測(cè)電阻(Rsns)的正向電流。DSC上的ADC模塊采樣檢測(cè)電阻上的電壓，該電壓對(duì)應(yīng)LED的正向電流。DSC 上由軟件執(zhí)行的比例積分(PI)控制回路使用該值，根據(jù)ADC 讀數(shù)和對(duì)應(yīng)所需電流的軟件參考值來(lái)調(diào)整開關(guān)(Q)的占空比。通過(guò)由軟件實(shí)現(xiàn)PI控制回路，DSC增強(qiáng)了各種控制回路方法的靈活性。同時(shí)，降低PI控制回路的CPU開銷也意味著DSC可控制多串LED并仍有足夠的能力來(lái)支持其他特性。

　　圖6:用于驅(qū)動(dòng)LED的升壓拓?fù)?/p>

　　數(shù)字通信

　　DSC具有足夠的處理能力，可在智能控制LED裝置的同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議，而無(wú)需單獨(dú)的通信/控制器件。例如，DMX512照明控制協(xié)議使用標(biāo)準(zhǔn)單向通信，即通過(guò)一個(gè)主器件和多個(gè)從器件以每個(gè)數(shù)據(jù)包512字節(jié)的速率向各個(gè)照明裝置發(fā)送命令，且可單獨(dú)尋址每個(gè)器件或節(jié)點(diǎn)。高速處理支持DSP將執(zhí)行快速控制回路(如用于升壓轉(zhuǎn)換器的PI控制器)作為首要任務(wù)，而同時(shí)在后臺(tái)運(yùn)行通信協(xié)議(如DMX512)。由于通信是由軟件實(shí)現(xiàn)，因此不局限于單個(gè)協(xié)議，支持使用任何通信機(jī)制控制此裝置。

　　降低學(xué)習(xí)難度

　　和任何新技術(shù)一樣，學(xué)習(xí)數(shù)字LED控制對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)并非易事?？梢酝ㄟ^(guò)使用數(shù)字控制LED照明工具包、參考設(shè)計(jì)和應(yīng)用筆記來(lái)簡(jiǎn)化。這些通常包括免費(fèi)的源代碼和硬件文檔，還會(huì)提供可更換的功率級(jí)來(lái)支持不同電源拓?fù)?。例如，Microchip的DM330014 LED照明開發(fā)工具包具有 LED驅(qū)動(dòng)子卡，該子卡支持設(shè)計(jì)人員在同一電路板上進(jìn)行多個(gè)驅(qū)動(dòng)級(jí)實(shí)驗(yàn)。

　　LED的高能效和即時(shí)調(diào)光功能確保該技術(shù)將繼續(xù)推動(dòng)色彩混合和其他照明應(yīng)用方面的創(chuàng)新。設(shè)計(jì)人員將DSC提供的智能控制和通信融合到LED照明裝置中，增強(qiáng)了其特性和功能，可在照明應(yīng)用領(lǐng)域中展現(xiàn)其獨(dú)到之處和難以置信的驚艷之處。