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產業動態 針對標誌及建築物裝飾照明等應用的智慧型LED控制及介面方案
Access PR 本新聞稿發佈於2010/10/19,由發布之企業承擔內容之立場與責任,與本站無關

隨著LED在發光性能、成本等幾乎各個方面的改進,LED的應用範圍越來越廣,但在各應用領域的滲透率高低不一。如可尋址標誌和建築物照明這樣的商業應用領域中,LED憑藉在色彩、總體擁有成本、工作壽命、可靠性和便利性方面的優勢,應用非常廣泛。

 
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隨著LED在發光性能、成本等幾乎各個方面的改進,LED的應用範圍越來越廣,但在各應用領域的滲透率高低不一。如可尋址標誌和建築物照明這樣的商業應用領域中,LED憑藉在色彩、總體擁有成本、工作壽命、可靠性和便利性方面的優勢,應用非常廣泛。如在建築物裝飾照明應用中,使用LED可在建築物外牆上營造出豐富的色彩,以及更能彰顯建築物的結構。在行動標誌應用中,還可以即時更新交通螢幕、視訊圖像及看板上的資訊。

安森美半導體身為應用於高能效電子產品的首要高性能矽方案供應商,針對各種LED應用提供寬範圍的LED驅動器方案,其中就包括用於可尋址標誌和建築物裝飾照明兩類常見應用的系列線性驅動器(詳見下表)。這些驅動器能夠精確地穩定LED電流,並包含可程序介面,利於軟體控制。本文將以CAT4008、CAT4103和CAT9552為例,分別闡述其主要功能和基本工作原理,便於工程師的選型設計。

針對LED看板等應用的恆流汲入型LED驅動器
諸如看板標誌、滾動橫幅、智慧車輛標誌和體育計分板等LED應用需要採用多顆LED,通常包含多串LED,要求LED驅動方案提供恆定的光輸出,不同通道間的電流匹配精度要高,要提供易用的介面來控制不同LED通道,並且要具備可靠的保護功能。安森美半導體針對此類應用的方案包括CAT4008和CAT4106等恆流LED汲入型驅動器,其中前者支持8通道,後者支持16通道。

以CAT4008為例,典型LED通道匹配精度達±1.5%,且LED通道能夠在輸出電壓低至0.4V(當LED電流為2~100 mA時)時保持穩流狀態,在應用設計中可以此實現更高的電源效率。此元件使用8路緊密匹配的汲電流來對每個通道的LED電流進行穩流,而外部電阻RSET用於將LED通道電流設定為RSET電流的約51倍。由於每個通道包含獨立電流感測電路,故CAT4008能夠為所有通道都提供緊密的穩流。在大多數電流和電源電壓條件下LED通道的最大壓降為0.4 V,幫助改善散熱及提升LED驅動器能效。上電時,欠壓鎖定電路清除所有閂鎖及移位寄存器資訊,並將所有輸出設置為關閉。一旦達到欠壓鎖定閾值,就可以設定元件。驅動器將每個連續LED輸出通道的啟動時間各延遲17奈秒(典型值),即LED2相對LED1延遲17奈秒,LED3相對LED1延遲34奈秒,並依次類推。延遲在閂鎖(LATCH)引腳啟動時引入,從而將LED電源上的浪湧電流降至最低,從而能夠使用更小的旁路電容。

速度高達25MHz的高速、四線(4-Wire)串行介面通過移位寄存器和鎖存架構控制8通道中的每一個LED通道。串行資料輸出引腳允許多個元件通過同一個串行介面串聯使用。CAT4008還有輸出關閉引腳,該引腳可被用來關閉所有LED通道,而不必依賴串口發送資料。此外,CAT4008還具備熱保護功能,在晶片溫度超過許可限度時關閉LED輸出。

高亮度、高視覺衝擊力建築物照明應用的RGB LED像素驅動器
某些旨在營造高視覺衝擊效果的建築物裝飾照明應用使用高亮度的LED,要求LED驅動器能夠驅動高亮度的RGB LED,並且要具備高速介面,從而支持高傳輸率並確保維持高度資料完整性,還需要具備超低的壓降,從而提供更高的能效。

安森美半導體適合此類應用的LED驅動器包括的帶獨立電流控制功能的三通道恆流RGB LED像素驅動器CAT4103和CAT4109。其中,CAT4103為高端、多色彩、“智慧型”LED建築物照明應用而設計,具有高速串行介面,能支持達25 MHz的傳輸率,提供完全緩衝的資料輸出,確保在分佈式(長距離)、菊花鏈型照明系統中維持最高的資料完整性。而CAT4109使用並行介面,每條通道具有專門的脈衝寬調變(PWM)控制,非常適合更常規的LED視覺效果應用,如混色和建築物重點照明。

CAT4103和CAT4109都支持每通道達175 mA的寬廣範圍LED恆流驅動,電流為60 mA時壓降電平至0.3 V ,確保在驅動長串LED時提供最高性能。這些驅動器每通道支持25 V的電壓電平,能夠以超過10瓦(W)的高亮度功率電平支持RGB像素。

CAT4103和CAT4109是安森美半導體恆流低壓降驅動器(LDO™)產品線的兩款產品,此產品線還包括CAT4101和CAT4104等,其中,CAT4101提供高精度的1 A電流驅動能力,而CAT4104是一款四通道的恆流LED驅動器,適合通用及建築物照明、汽車照明、LCD背光等應用。

I2C指示器驅動器及端口擴展器
市場上可以看到諸如由閃爍LED組成的廣告銷售標牌和具備開/關LED指示器的各種消費或工業用設備,這些應用需要能夠控制各個LED單獨導通/關閉或以某種頻率來閃爍的驅動方案,安森美半導體的16通道I2C LED指示器及端口擴展器CAT9532和CAT9552就是適合此類應用的兩款產品。

CAT9532和CAT9552提供16位並行輸入/輸出(I/O)端口擴展器,優化用於LED調光控制,輸出能夠直接驅動並列的16顆LED(每通道電流25 mA),每個LED都可以單獨導通、關閉,或以兩種可程序速率中的一種來閃爍。兩款元件的I/O均可用作通用I/O(GPIO),未被用於控制LED的端口能夠當成普通端口來使用。

這兩款元件適合於需要限制匯流排流量或清空匯流排主控定時器的I2C和SMBus應用。兩款元件都包含內部振盪器和驅動LED輸出的兩個脈衝寬調變(PWM)訊號,用戶可以設定每個獨立PWM訊號的週期和占空比(duty cycle)。CAT9532的可選可程序閃爍頻率範圍為0.593 Hz至152 Hz,CAT9552為0.172 Hz至44 Hz,兩款元件的占空比為0%至99.6%,適合的具體應用包括背光、RGB混色、感測器控制、電源開關/按鈕、報警系統、辦公設備、家電控制面板和銷售點(POS)螢幕等。

總結:
本文分析了常見的LED控制應用及其對驅動/控制方案的基本要求,介紹了安森美半導體用於這些應用的主要產品及其特點。而安森美半導體身為應用於高能效電子產品的首要高性能矽方案供應商,提供涵蓋1 至數百瓦功率範圍的LED照明驅動及PFC解決方案,適合包括本文所述LED控制應用在內的寬廣應用範圍,而無論LED照明應用採用的是AC-DC電源、DC-DC電源或是電池供電,並滿足客戶對低成本、高性價比、高能效的要求。

- 新聞稿有效日期,至2010/11/18為止


聯絡人 :Eric Tsai
聯絡電話:87734277
電子郵件:eric_tsai@accesspr.com.tw

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