功率與控制的結(jié)合使LED照明方案靈活、簡(jiǎn)便
作者：Gavin Hesse 賽普拉斯半導(dǎo)體公司
經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩不安的時(shí)代傳達(dá)給設(shè)計(jì)工程師的信息非常明確， 那就是省錢(qián)!這一點(diǎn)在LED成本還很高的照明解決方案中顯得尤為重要。賽普拉斯的 PowerPSoC —— 嵌入式電源控制器有助于降低LED照明方案的成本。
PowerPSoC的集成度較高，不僅包含了配置4路獨(dú)立電源類型 (降壓/升壓/升降壓)所需的4路6MHz電流放大器，4路2MHz的遲滯控制器，4個(gè)1A、32V的N型場(chǎng)效應(yīng)管，甚至還內(nèi)置了最高輸入電壓為32V的降壓控制器，用以提供嵌入式系統(tǒng)所需要的5V電壓。這樣的集成度給客戶帶來(lái)的直接好處就是成本優(yōu)勢(shì)。圖 1是標(biāo)準(zhǔn)的照明設(shè)計(jì)示意圖。該圖看似復(fù)雜，但其實(shí)可以壓縮為3個(gè)單元。首先，電源單元用于提供系統(tǒng)所需要的各類電壓類型，其輸入電壓范圍為12～32V;其次，LED恒流控制單元為L(zhǎng)ED串提供恒定的電流;最后，智能控制單元 用于提供調(diào)光、通信及其他附加功能。
為了充分挖掘集成的潛力，需要將圖1中的單通道 LED 控制系統(tǒng)擴(kuò)展為4條通道。許多LED 裝置需要多條通道以便智能地調(diào)整顏色和亮度。圖 2 顯示的是四通道系統(tǒng)。
上述系統(tǒng)顯示，每條 LED 通道都需要一條恒流控制環(huán)路，所以即使只需要一個(gè)智能控制器，但同樣也會(huì)增加成本。PowerPSoC 則完全集成了這些額外的恒流控制器，如圖3中突出部分所示。
實(shí)際上，整個(gè)4通道 LED 系統(tǒng)都被集成到一個(gè)器件中了。對(duì)分立器件方案來(lái)說(shuō)，由于每條恒流通道的成本都非常昂貴，因而這可顯著節(jié)約 BOM(物料清單)成本。
成本優(yōu)勢(shì)只是其一。相對(duì)于分立器件分離式控制器而言，使用嵌入式控制器可為設(shè)計(jì)提供高度的靈活性。例如，內(nèi)部遲滯控制器的設(shè)置可針對(duì)參考電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這實(shí)質(zhì)上意味著照明系統(tǒng)的恒定電流可直接從固件更新，而無(wú)需改變外部采樣感應(yīng)電阻。
由于在1~4條通道中可將PowerPSoC用于引腳兼容的器件，高靈活性也意味著可為多個(gè)照明器材提供照明引擎，從而不僅能夠節(jié)省大量的工程重復(fù)設(shè)計(jì)工作，同時(shí)也意味著可將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)用于辦公環(huán)境的白光或娛樂(lè)環(huán)境的多色彩混合射燈等不同應(yīng)用領(lǐng)域。
鑒于許多照明設(shè)計(jì)人員是初次接觸半導(dǎo)體，PowerPSoC 器件要盡量簡(jiǎn)單易用。由于 PowerPSoC 的一條通道要用于電源控制，所以其共有三種 PSoC Designer 用戶模塊(用于簡(jiǎn)化普通功能實(shí)施情況的預(yù)配置、預(yù)特征化的代碼塊)和三行“C”代碼。
用戶模塊是包含 API 和寄存器設(shè)置的預(yù)配置代碼塊。設(shè)置第一個(gè)用戶模塊需要占用一條功率通道，工程師須將電流感應(yīng)放大器拖放到圖中指定的位置。電流放大器有一些可調(diào)節(jié)的設(shè)置，其中最重要的是增益設(shè)置，這也是獨(dú)立修改系統(tǒng)恒定電流的另一種方式。
第二個(gè)用戶模塊是調(diào)光模塊，這也是 PowerPSoC 相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所具有的一種優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的調(diào)光模塊只提供少量 8～10 位 PWM (脈寬調(diào)制)硬件，而 PowerPSoC 可提供4個(gè) 16 位硬件調(diào)光模塊，這些模塊可配置為 PWM 或以下兩種：1、賽普拉斯 PrISM 擴(kuò)展頻譜信號(hào)，其可將照明系統(tǒng)的EMI(電磁干擾)降低到 70
