物聯(lián)網(wǎng)正高速增長(cháng)，在其細分領(lǐng)域智能家居和樓宇自動(dòng)化應用中，智能照明發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用，實(shí)現節能省電，降低用電成本，并方便人們的生活。要設計出具競爭優(yōu)勢的智能照明方案，需從LED驅動(dòng)、通信、能效等多方面考量。安森美半導體提供基于藍牙低功耗的智能照明方案，集成可擴展功率的線(xiàn)性L(fǎng)ED交流直接驅動(dòng)器NCL30170、行業(yè)最低功耗的藍牙5系統單芯片(SoC) RSL10和高壓線(xiàn)性穩壓器NCP786A，省去開(kāi)關(guān)電源(SMPS) ，模擬調光范圍從5%至100%，功率因數(PF)達0.99，滿(mǎn)載條件下的總諧波失真(THDi)僅11%，待機功耗低于200 mW，有助于設計人員以高性?xún)r(jià)比實(shí)現超低功耗藍牙控制的可調光智能照明方案。
圖1：藍牙低功耗智能照明方案演示NCL30170 + RSL10 + NCP786A
如何驅動(dòng)智能調光？
交流直接驅動(dòng)拓撲的一個(gè)明顯優(yōu)勢是省去傳統的開(kāi)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(cháng)。
安森美半導體的NCL30170交流直接驅動(dòng)LED驅動(dòng)器，集成高壓?jiǎn)?dòng)電流源，實(shí)現快速啟動(dòng)，用于智能照明和切相調光應用，該控制器管理多個(gè)串聯(lián)的LED電流，采用安森美半導體專(zhuān)有的自動(dòng)整流(auto-commutation)拓撲，產(chǎn)生平滑的正弦波電流，使LED恒流精度達±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(0.99)。
圖2：NCL30170實(shí)現高精度恒流
圖3：NCL30170提供極佳的PF和THD
NCL30170還是市場(chǎng)上首個(gè)能夠驅動(dòng)多個(gè)外部MOSFET開(kāi)關(guān)從而支持連接多個(gè)LED串的產(chǎn)品，功率可從5 W擴展到300 W，連接的LED串的總數和外部開(kāi)關(guān)僅受最高功率水平的限制。
NCL30170可以實(shí)現模擬調光，調光范圍從5%到100%，并能在整個(gè)調光范圍內保持穩壓，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的切相調光，NCL30170可實(shí)現良好的可控硅兼容性。
此外，NCL30170還集成輸入過(guò)壓保護、Rcs短路保護、熱關(guān)斷等保護特性，從而確保高可靠性。
通過(guò)藍牙低功耗控制智能照明
RSL10是藍牙5認證的無(wú)線(xiàn)電系統單芯片，支持藍牙低功耗和2.4 GHz專(zhuān)有/定制協(xié)議，數據速率達2 Mbps，采用不同的封裝可為多領(lǐng)域IoT應用提供行業(yè)最低藍牙功耗，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(yè)最高的EEMBC® ULPMark™評分，并支持1.1 V至3.3 V的寬電源電壓范圍，采用 384 kB 閃存，雙核處理器 ( ARM Cortex-M3 處理器、32 位 Dual-Harvard DSP 系統 )，還支持CEVA藍牙堆棧。在無(wú)高壓電源時(shí)，RSL10聯(lián)接間隔(connection interval) 50 ms，在與用戶(hù)交互時(shí)提供快速響應，峰值電流8 mA，平均電流僅42 µA。
圖4：RSL10框圖
可調輸出的降壓穩壓器
NCP786A是高性能的高壓線(xiàn)性穩壓器，輸入電壓范圍55 V 至 450 VDC，輸出電流達10 mA，輸出電壓可通過(guò)電阻分壓器設定，范圍為1.27V至15V，極其適用于高輸入電壓應用。提供超低靜態(tài)電流(典型值10 µA)，超高電源抑制比(PSRR：70 dB@60 Hz，90 dB@100 kHz)，自耗電不超過(guò)25 µA，功耗僅8 mW，大大低于通常所用的開(kāi)關(guān)電源降壓穩壓器。
RSL10 + NCP786A用于調光應用的功耗
在輸入300 VDC時(shí)，我們測得RSL10 + NCP786A調光器在未聯(lián)接時(shí)的平均電流為38 µA，聯(lián)接的平均電流為57 µA至67 µA，功耗僅22 mW。
圖5：調光器功耗 – Vin 300 VDC
待機功耗
在230 V交流輸入時(shí)測得的待機功耗(NCL30170 + RSL10)約140 mW至150 mW，其中NCL30170約消耗125 mW。整個(gè)方案的待機功耗低于200 mW。
總結
該藍牙低功耗可調光智能照明方案采用創(chuàng )新的交流直接驅動(dòng)拓撲，無(wú)需傳統的SMPS，具備成本、體積、使用壽命和可靠性等多方面優(yōu)勢，并可根據需要靈活擴展功率范圍，基于安森美半導體專(zhuān)有的有源恒定功率調光控制技術(shù)，調光范圍從5%至100%，功率因數達0.99，全功率時(shí)的THDi僅11%，即使在調光時(shí)也能保持均勻的照明亮度，集成行業(yè)最低功耗的藍牙5 SoC RSL10，提供先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)功能而不影響系統尺寸，通過(guò)高壓線(xiàn)性穩壓器NCP786A提供超高PSRR，提高無(wú)線(xiàn)應用性能，以高性?xún)r(jià)比實(shí)現高性能、超低功耗藍牙控制的可調光智能照明方案。
