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物联网正高速增长,在其细分领域智能家居和楼宇自动化应用中,智能发挥着举足轻重的作用,实现节能省电,降低用电成本,并方便人们的生活。要设计出具竞争优势的智能方案,需从LED驱动、通信、能效等多方面考量。安森美半导体提供基于蓝牙低功耗的智能方案,集成可扩展功率的线性LED交流直驱动器NCL30170、行业最低功耗的蓝牙5系统单芯片(SoC) RSL10和高压线性稳压器NCP786A,省去开关电源(SMPS) ,模拟调光范围从5%至100%,功率因数(PF)达0.99,满载条件下的总谐波失真(THDi)仅11%,待机功耗低于200 mW,有助于设计人员以高性价比实现超低功耗蓝牙控的可调光智能方案。

图1:蓝牙低功耗智能方案演示NCL30170 + RSL10 + NCP786A

如何驱动智能调光?

交流直驱动拓扑的一个显优势是省去传统的开关电源,降低物料单(BoM)成本,减小占板空间,改善EMI性能,并使LED使用寿命更长。

安森美半导体的NCL30170交流直驱动LED驱动器,集成高压启动电流源,实现快速启动,用于智能和切相调光应用,该控器管理多个串联的LED电流,采用安森美半导体专有的自动整流(auto-commutation)拓扑,产生平滑的正弦波电流,使LED恒流精度达±1%,THD低于10%,从而确保LED亮度保持不变,并提供领先行业的功率因数(0.99)。

图2:NCL30170实现高精度恒流

图3:NCL30170提供极佳的PF和THD

NCL30170还是市场上首个能够驱动多个外部MOSFET开关从而支持连多个LED串的产品,功率可从5 W扩展到300 W,连的LED串的总数和外部开关仅受最高功率水平的限。

NCL30170可以实现模拟调光,调光范围从5%到100%,并能在整个调光范围内保持稳压,从而确保即使在低功率下,从LED亮度仍然保持不变。对于使用TRIAC的切相调光,NCL30170可实现良好的可控硅兼容性。

此外,NCL30170还集成输入过压保护、Rcs短路保护、热关断等保护特性,从而确保高可靠性。

通过蓝牙低功耗控智能

RSL10是蓝牙5认证的无线电系统单芯片,支持蓝牙低功耗和2.4 GHz专有/定协议,数据速率达2 Mbps,采用不同的封装可为多领域IoT应用提供行业最低蓝牙功耗,深度睡眠模式下功耗仅62.5 nW,峰值收功耗仅7 mW,其高能效获行业最高的EEMBC® ULPMark™评分,并支持1.1 V至3.3 V的宽电源电压范围,采用 384 kB 闪存,双核处理器 ( ARM Cortex-M3 处理器、32 位 Dual-Harvard DSP 系统 ),还支持CEVA蓝牙堆栈。在无高压电源时,RSL10联间隔(connecTIon interval) 50 ms,在与用户交互时提供快速响应,峰值电流8 mA,平均电流仅42 µA。

图4:RSL10框图

可调输出的降压稳压器

NCP786A是高性能的高压线性稳压器,输入电压范围55 V 至 450 VDC,输出电流达10 mA,输出电压可通过电阻分压器设定,范围为1.27V至15V,极其适用于高输入电压应用。提供超低静态电流(典型值10 µA),超高电源抑比(PSRR:70 dB@60 Hz,90 dB@100 kHz),自耗电不超过25 µA,功耗仅8 mW,大大低于通常所用的开关电源降压稳压器。

RSL10 + NCP786A用于调光应用的功耗

在输入300 VDC时,我们测得RSL10 + NCP786A调光器在未联时的平均电流为38 µA,联的平均电流为57 µA至67 µA,功耗仅22 mW。

图5:调光器功耗 – Vin 300 VDC

待机功耗

在230 V交流输入时测得的待机功耗(NCL30170 + RSL10)约140 mW至150 mW,其中NCL30170约消耗125 mW。整个方案的待机功耗低于200 mW。

总结

该蓝牙低功耗可调光智能方案采用创新的交流直驱动拓扑,无需传统的SMPS,具备成本、体积、使用寿命和可靠性等多方面优势,并可根据需要灵活扩展功率范围,基于安森美半导体专有的有源恒定功率调光控技术,调光范围从5%至100%,功率因数达0.99,全功率时的THDi仅11%,即使在调光时也能保持均匀的亮度,集成行业最低功耗的蓝牙5 SoC RSL10,提供先进的无线功能而不影响系统尺寸,通过高压线性稳压器NCP786A提供超高PSRR,提高无线应用性能,以高性价比实现高性能、超低功耗蓝牙控的可调光智能方案。

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