【五、智能照明】

　　通用照明應(yīng)用的可調(diào)光LED 驅(qū)動器電路設(shè)計

　　近年來，世界上多個國家制定政策以分階段淘汰白熾燈泡。熒光燈及緊湊型熒光燈（CFL）的能效比白熾燈高，但含劇毒物質(zhì)汞，存在環(huán)保顧慮。相比較而言，具備環(huán)保優(yōu)勢、近年來成本穩(wěn)步下降的高亮度白光LED 技術(shù)已經(jīng)快速改進(jìn)，適合于白熾燈泡替代等LED 通用照明應(yīng)用。LED 通用照明應(yīng)用覆蓋寬廣功率范圍，低至3 W 到15 W 的LED 住宅照明，中等功率有如15 W至75 W 的商業(yè)及建筑物裝飾性照明，高至75 W 到250 W 的戶外及基礎(chǔ)設(shè)施照明，典型照明產(chǎn)品有如MR16/GU10 燈、E27/A19 燈泡、鎮(zhèn)流器、筒燈、T8 燈管、街燈等。

　　在低功率LED 通用照明應(yīng)用方面，可以采用的LED 驅(qū)動器包括NCL30000、NCL30002、LV5011、LV5012、LV5026 及NCL3008x 系列等。中等功率LED 通用照明應(yīng)用中可以采用NCL30000 及NCL30001 等單段式功率因數(shù)校正LED 控制器；功率更大的應(yīng)用可以采用NCL30051 和NCP1910 這樣的高能效組合控制器。對于中大功率LED 通用照明應(yīng)用而言，設(shè)計人員還可以根據(jù)應(yīng)用需求選擇傳統(tǒng)的兩段式（PFC 段 + DC-DC 轉(zhuǎn)換段）LED 驅(qū)動方案。其中，NCL30000 及NCL30002 均是單段式功率因數(shù)校正（PFC）、支持TRIAC 調(diào)光的LED 驅(qū)動器。安森美半導(dǎo)體開發(fā)了基于NCL30000/2 的非隔離可調(diào)光、高功率因數(shù)（PF） A 型燈、GU10降壓LED 驅(qū)動器參考設(shè)計，其電路圖如圖4 所示。

　　圖4：基于NCL30000/2 的非隔離、TRIAC 可調(diào)光A 型燈/GU10 降壓LED 驅(qū)動器參考設(shè)計。

　　LV5011、LV5012 及LV5026 均支持TRIAC 調(diào)光。其中，LV5026 集成了外部泄能控制電路，LV5011 則在LV5026 的基礎(chǔ)上集成了功率MOSFET。LV5012 除了內(nèi)置啟動高壓MOSFET，還內(nèi)置TRIAC 穩(wěn)定功能。

　　圖5：支持TRIAC 調(diào)光的LV5026、LV5011 及LV5012 應(yīng)用電路圖。

　　NCL3008x 系列目前包括NCL30080、NCL30081、NCL30082 和NCL30083 等器件，是安森美半導(dǎo)體新推出的高能效準(zhǔn)諧振控制器，用于低功率LED 照明應(yīng)用。這系列器件中，NCL30081和NCL30083 支持分步調(diào)光（5 步調(diào)光），而NCL30082 支持模擬、數(shù)字PWM 及TRIAC 調(diào)光。NCL30081 和NCL30083 的分步調(diào)光功能，使LED 照明燈具能夠使用標(biāo)準(zhǔn)壁式開關(guān)就可進(jìn)行5步調(diào)光。這種調(diào)光驅(qū)動方案可直接使用標(biāo)準(zhǔn)壁式開關(guān)，無需改造照明基礎(chǔ)設(shè)施，成本具有優(yōu)勢。

　　圖7：基于NCL30082 的可調(diào)光低功率LED A 型燈設(shè)計。

　　電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點評：隨著智能化的普及，LED 照明也得到迅速發(fā)展。本文分析了通用照明LED 驅(qū)動器面臨的挑戰(zhàn)，簡要介紹各種功率等級的LED 通用照明應(yīng)用的驅(qū)動器方案，并著重介紹了可調(diào)光的LED 驅(qū)動電路設(shè)計，以推動LED 通用照明發(fā)展及迎接LED 智能照明時代的來臨。

　　【六、能源管理】

　　智能用電的家庭能源管理儀表電路設(shè)計

　　隨著中國城市化進(jìn)程的推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能耗總量呈持續(xù)增長的態(tài)勢，因此能源管理勢在必行。對工礦企業(yè)、建筑樓宇的能源管理，依賴于對能源信息的數(shù)采集及分析。除電能外，其它種類能耗也需要采集，如水、氣等。目前大部分的水表、氣表，其信息遠(yuǎn)傳方式為脈沖輸出，并不適合能源管理系統(tǒng)的直接采集需求，因此很難將非電量的能耗信息融入能源管理系統(tǒng)?，F(xiàn)有的脈沖采集器是針對老式機(jī)械式電度表開發(fā)的產(chǎn)品，完成電能脈沖到電度數(shù)的數(shù)字轉(zhuǎn)化，但不能將水量、氣量等轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的數(shù)字當(dāng)量。

　　信號采集

　　三相交流電壓、電流信號采集：基于成本、內(nèi)部空間和0.5 級精度設(shè)計的綜合考慮，電壓信號采樣選用電阻網(wǎng)絡(luò)分壓的方式，電流信號采樣選用電流互感器加電阻取樣的方式，并都采用二極管BAV199 作箝位保護(hù)。

　　外部輸入脈沖信號采集

　　對脈寬為80ms±20ms 的三路外部輸入脈沖信號進(jìn)行計數(shù)（對于脈寬不在此范圍之內(nèi)的信號作為雜波濾脈沖輸出接口為光耦隔離型，脈沖波形為標(biāo)準(zhǔn)方波，脈沖寬度為80ms±20ms，硬件原理如圖所示。

　　電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點評：本文提出了一種新穎的帶脈沖計量的能源管理儀表。采用TERIDIANEnergy Meter IC 71M6533，利用其片內(nèi)高精度22 位Δ-ΣADC 和獨立的32 位計算引擎，利用一系列開發(fā)工具，結(jié)合豐富的電表設(shè)計經(jīng)驗，完成了儀表開發(fā)。對比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器，具有成本低、精度高、直觀易讀、安裝簡潔、組網(wǎng)方便等優(yōu)點。


——本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)2014年12月《智慧家庭特刊》“EE DESIGN”欄目

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