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照亮的未来:探索LED调光电源方案

航顺芯片  · 公众号  ·  · 2025-01-03 12:00

正文

随着科技的进步,LED照明技术已经成为节能和智能照明的主流选择。 而LED电源调光方案作为智能照明系统的核心,不仅能够实现灯光的亮度调节,还能通过色温调节等高级功能,为用户带来更加个性化和舒适的照明体验。 本文将带您深入了解LED电源调光方案的多样性和应用案例,探索智能照明的未来。









LED电源调光方案:




LED电源调光方案主要通过改变LED的电流或电压来实现亮度调节,常见的调光方式包括模拟调光、PWM调光、TRIAC调光等。每种调光方式都有其独特的优势和应用场景。


模拟调光(CCR):

模拟调光,即恒流减少调光,通过改变通过LED的电流来线性调整LED的亮度。这种方法简单易行,适用于大多数LED灯具。


PWM调光:

脉宽调制(PWM)调光是一种通过快速开关LED来实现调光的方法。它不会改变LED的色谱,且能够实现非常精细的调光控制。PWM调光的优点在于不会产生色谱偏移,因为LED始终工作在满幅度电流和0之间。


TRIAC调光:

TRIAC调光,也称为前沿切相调光,通过控制交流电的相位来实现调光。这种方法适用于白炽灯和卤素灯,但也适用于LED照明,特别是当需要与现有的调光系统兼容时。




调光技术详解:




PWM调光: 航顺MCU通过PWM生成可变占空比的脉冲,来控制驱动器的平均电流增减,从而有效控制LED的亮度。这种调光方式不仅能够实现从100%光输出降至低端光水平的平滑调光,还能确保在整个调光过程中无频闪,提供连续流畅的照明体验。


防频闪技术: 为了避免LED在调光过程中的频闪问题,航顺MCU的LED调光引擎采用同步关闭COG PWM输出和负载开关的方法,切断电流衰减路径,实现LED的快速熄灭,从而避免频闪。


峰值电流控制: 在调光过程中,航顺MCU通过内部机制来控制峰值电流,可以有效避免因调光不当而产生的峰值电流问题。这种设计有助于保持稳定的照明效果,同时也延长了LED的使用寿命。

这里是参考设计的框图,控制芯片采用了航顺的HK32F0301MC,用MOS管做功率转换,通过PWM调光方式调光接口电路;拓扑结构采用LCC形式,易于实现很宽的输出恒电压和恒电流范围,隔离输出,效率高,纹波电流小,保护功能完善。




产品系统框图







LED电源硬件图







航顺HK32F0301MC系列MCU主要规格




  • CPU 内核

  • ARM® CortexTM-M0
  • 最高时钟频率: 48MHz
  • 24 位 System Tick 定时器
  • 支持中断向量重映射(通过 Flash 控制器的寄存器配置)
  • 工作电压范围:2.4 V ~ 5.5 V产品概述

  • 工作温度范围: -40°C ~ +105°C

  • 典型工作电流:

  • 运行(Run)工作模式: 2.751 mA@48 MHz@5V
  • 睡眠(Sleep)模式: 0.997 mA@48 MHz@5V
  • 停机(Stop)模式: 373.354 μA@5V(LDO 正常工作)
  • 低功耗停机(Low-power Stop)模式: 6.876μA@5V(LDO 低功耗)
  • 16 KByte Flash(64 页,每页 256 Byte;32 位数据读,32 位数据写)

  • Flash 具有数据安全保护功能,可分别设置读保护和写保护
  • 4 KByte SRAM
  • CRC 校验硬件单元

  • 时钟

  • 片内高速时钟(HSI): 48MHz
  • 片内慢速时钟(LSI): 60 kHz
  • GPIO 外部输入时钟: 32MHz(最大值)
  • 复位

  • NRST 引脚上的低电平(外部复位)
  • 窗口看门狗事件(WWDG 复位)
  • 独立看门狗事件(IWDG 复位)
  • 电源复位
  • 软件复位(SW 复位)
  • 低功耗管理复位
  • GPIO 端口

  • 最多支持 18 个 GPIO 端口
  • 每个 GPIO 都可作为外部中断输入
  • 内置可开关的上、下拉电阻
  • 支持开漏(Open-Drain)输出
  • 输出驱动能力可配
  • IOMUX 引脚功能多重映射控制器

  • 小型封装(如 SOP8/TSSOP16)产品,可通过 IOMUX 可以实现单根引脚对应多个 GPIO 或 外设 IO 的映射控制。
  • 数据通信接口

  • 2 路高速(最高 6 Mbit/s)UART
  • 1 路高速(最高 400 kbit/s)I2C:






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