世强智能照明平台方案 - 基于RenesasMCU的智能照明平台设计

　　3 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主要基于78K0/Ix2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2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3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、DMX512、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2-78K0/Ix2 LED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3-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3，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4，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，78K0/Ix2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TMH1和PWM输出连动功能，另外，世强电讯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4-恒流控制原理

　　图5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。

　　

　　图5-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。

　　4 总结

　　以上，世强电讯基于78K0/Ix2系列MCU的智能照明平台解决方案具有以下特点：

　　a 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、DMX512等照明控制协议，即可实现照明灯具调光、组网的目的。同时，该方案还具有过压、过流、过温等异常检出保护功能，产品安全性、可靠性更高

　　b 低成本：由图3、图5可以看出世强电讯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：

　　

　　对比可见，世强智能照明平台方案具有很高的性价比，采用该方案将使产品更具市场竞争力；

　　c 78K0/Ix2 MCU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被国内多家照明厂商采用，对于客户，世强电讯将提供*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。