一、简介
本文为读者带来一种高效新颖的LED驱动电源配置方法：基于近场通信技术（NFC）的无线灵活配置方法。
LED照明灯具的规格多种多样，带来了多种驱动电源规格，这也给设计、生产、销售、使用带来了很多不便。为了减少这种不便，工程师们一直在努力设计一种更加通用的驱动电源平台，可以灵活配置输出电流，使得同一个电源可以适应不同功率和亮度的LED灯。这样就减少了驱动电源的种类，缩短了开发周期，减少了库存，缩短了交货时间。如果有需要，最终用户还可以重新配置驱动电源以适应LED灯具。
最传统的配置方法是使用不同的电阻值来配置（拨码开关方法产生多种组合），这需要接触操作。而且该方法受到电阻器阻值的限制。一般只能设置几个电流档位，应用灵活性小，功能单一。可以解决上述问题的NFC近场通信技术已创新性地应用于LED电源，并逐渐成为标准配置。
2、NFC技术应用于LED电源
NFC是一种成熟的短距离无线通信技术，多年来已广泛应用于交通卡、银行卡、身份证、智能门锁等。
NFC应用有一个发射器和一个接收器，两者都带有内置天线，并且接收器无需额外电源即可供电。工作时，发射器发射频率为13.56MHz的信号。接收端在较近的距离接收此信号，并将其转化为电能为接收端供电。同时对信息进行解码、修改、反向传输，最终实现信息交换。
可以想象，如图1所示，如果在LED电源上设计一个接收IC，就可以用手机或者发射设备将需要配置的信息发送写入到LED电源中。以非接触方式，LED电源根据该信息进行输出。根据工作时间不同电流甚至光衰补偿。
图 1：典型 NFC 应用示意图。
如果这个IC内部有足够的空间，它可以用来存储更多的信息。使用读写设备写入或读取所需信息（如品牌、序列号等），方便维护和管理。
3、英飞凌LED电源NFC控制芯片
基于上述理念，英飞凌开发了NFC控制芯片和专用LED驱动电源。该封装是非常紧凑的SOT-23、5引脚封装，具有丰富的内置功能。可以在出厂前进行设置，也可以由最终客户在安装前根据不同的光源进行设置，大大简化了设计和使用。
如图2所示，NFC IC直接控制初级主控IC。当LED电源未连接交流电源时，通过读写装置发出需要配置的参数信息。 NFC控制芯片通过天线接收电力来维持自身的运行。 ，接收目标信息并将其存储在内存中。还可以将NFC控制芯片的信息反向传输至读写设备，以获取配置的参数信息。当LED驱动电源上电时，将为NFC控制芯片供电。它将寄存器中存储的信息通过计算转换为PWM信号，输出到LED驱动控制器，控制输出电流来改变LED的亮度。
图 2：NFC 初级（初级侧）控制原理图。
如图3所示，NFC控制芯片可以直接控制次级主控IC。 (E) 是 DC/DC LED 驱动控制器。 NFC控制芯片的PWM输出直接连接到（E）的DIM引脚。更简单的输出电流控制。
图 3：NFC 次级（次级侧）控制原理图。
英飞凌的NFC控制芯片提供更丰富的功能：
它还内置CLO（恒定流明输出），可以根据LED光源的光衰特性动态调整驱动电流，以达到恒定流明输出的目的，即光衰补偿。
4./11 简单的应用程序设计
这两个IC的使用非常简单。硬件电路主要涉及IC的输出信号设计、Vcc设计和天线设计。
当LED控制IC采用PWM作为调光信号时：NFC控制芯片输出的PWM信号可以直接输出到LED控制IC的调光引脚，如图4所示。
图 4：输出直接连接到调光 IC 的调光引脚。
当LED控制IC采用直流电压作为调光信号时，NFC控制芯片的输出需要通过电阻和电容将PWM信号转换为直流电压作为调光信号，如图5所示。
图5：输出经过RC滤波后连接到控制电路。
对于需要记录工作时间或开关次数的应用，IC在关机后仍需要足够的能量维持运行，以保证数据的正确写入。在这种情况下，Vcc引脚需要连接一个额外的22uF电容来存储能量。另外，需要保证Vcc供电电压范围为3.3~5.0V，极限范围为3.0~5.5V。在大多数情况下，可以使用线性稳压解决方案。如图6所示，通过稳压电路可以更准确地稳定电压，或者可以采用如图7所示的更简单、成本更低的电阻加稳压二极管的稳压方案。
图 6：三端稳压器电路提供 Vcc。
图 7：齐纳二极管电路提供 Vcc。
图 8：IC 具有内置 23.5pF 电容器。
另外，如果您在开发或使用过程中需要读写设备，请使用英飞凌推荐的型号。如果需要独立开发控制软件，可以参考英飞凌或英飞凌的应用笔记。
在评估或开发初期，还可以直接使用英飞凌为系统提供的APK，并使用具有NFC功能的手机进行测试。图9为配置界面，可配置PWM频率、最大占空比等，并显示工作时间、开关次数等。图10为内部存储的数据，可在手机上查看。
图 9：配置界面。
图 10：内部存储的数据。
5. 应用实例
如图11所示，NFC控制芯片和天线设计在同一个小PCB上。该PCB的长度和宽度仅为2.5cm和1.5cm。它插入LED驱动电源主板的次级电路，占用很少的电路板空间。实现非接触式无线参数配置。本设计需要将NFC的PWM输出电压通过R+C转换为直流电压，然后使用运放与电流采样电阻上的电压进行比较，通过反馈达到NFC设定的目标输出电流电路。
图 11：应用示例。
六、结论
NFC芯片在LED电源中的应用大大增加了电流设置的灵活性。与电阻设置或编码设置相比，具有无可比拟的优越性。完全可以取代不方便的接触式拨盘设计，用于LED电源。将会越来越多。英飞凌的产品因其体积小（SOT23-5）、极其简单的电路、有价值的开关次数统计以及工作时间计数或光衰减补偿功能而被越来越多的客户所使用。
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作者：蒋万春，英飞凌科技电源及传感系统事业部大中华区技术支持总工程师；钱家发，英飞凌科技电源及传感系统事业部大中华区技术支持总监