配备 PFC 控制的 LED 照明系统

时间:2023-08-29
    本应用笔记介绍了使用 RL78/I1A 微控制器控制 LED 照明的示例程序。该示例程序通过恒流控制技术、使用开关单独调光以及 PFC 输出电压来独立控制三个 LED。LED恒流控制或PFC输出电压控制期间的反馈处理基于比例积分(PI)方法。
    该程序可以使用 RL78/I1A AC/DC LED 控制评估板进行评估。RL78/I1A AC/DC LED 控制板上的引脚配置请参见电路图。
    使用 RL78/I1A 控制 LED 的概述
    RL78/I1A 微控制器集成了全面的功能,可实现高效的 LED 照明系统控制:
    RL78/I1A MCU 允许通过使用 16 位定时器 KB0、KB1、KB2 和 16 位定时器 KC0 的输出来控制多达 6 个通道的 LED 恒流和 PWM 调光。这样就不需要专门用于LED恒流控制的外部IC,从而降低了设计成本。这些 16 位定时器 KBn 包含多种强大的功能;示例程序中使用的其中之一是抖动功能,它有助于将平均 PWM 分辨率提高到 0.98 ns。
    RL78/I1A 允许使用定时器重启功能在临界导通模式 (CRM) 下进行功率因数校正 (PFC) 控制,该功能基于与 16 位定时器 KBn 一起运行的比较器和外部中断。这也消除了对专用 PFC 控制 IC 的需要,从而进一步降低了设计成本。
    RL78/I1A 嵌入了保护功能,当在 LED 或 PFC 控制电路中检测到过流或过压时,可停止 PWM 输出(无需通过 CPU 进行控制)。这是通过使用由比较器触发的强制输出停止功能以及与 16 位定时器 KBn 一起运行的外部中断来实现的。
    此外,紧急停止后的重新运行可以通过软件控制,从而根据系统要求实现灵活的保护功能。
    R78/I1A MCU 集成了支持 DALI 通信功能的串行阵列单元 (UART4/DALI),可实现曼彻斯特码(8、16、17 或 24 位)的发送和接收,这是 DALI 通信规定的通信方法标准。这可以减少数据发送和接收期间的CPU负载。
    RL78/I1A 还通过其 UART0 串行接口支持 DMX512 通信。定时器阵列单元通道 7 的输入信号脉冲宽度测量功能可用于检测 RxD0 接收引脚上中断周期的下降沿并测量其长度(低电平至少 88 ?s),以及间隔定时器功能16 位定时器阵列单元的 MARK AFTER BREAK 信号宽度可用于计算和确认 MARK AFTER BREAK 信号宽度(高电平持续 8 μs 至 1 s),也可用于测量 SLOTS 之间的 MARK TIME。
    16位定时器阵列单元的脉冲间隔测量功能还可用于接收红外(IR)遥控信号。这可以减少数据接收期间的CPU负载。
    系统框图
    图 1 显示了 RL78/I1A AC/DC LED 控制评估板的系统框图。该 LED 照明系统响应开关输入来控制 PFC 和三个 LED。该系统不需要额外的外部 IC 来控制 PFC 和 LED,因为使用 RL78/I1A 微控制器即可控制它们。

   

    控制软件
    本章介绍该示例程序的文件、要使用的 RL78/I1A 的内部外围功能及其初始设置。本章还概述了该示例程序的整体操作(恒流和调光控制),并对用于反馈控制的 PI 方法进行了说明,还包括不同处理的流程图。
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