1、新型固態(tài)照明（ssl）技術(shù)需引入智能化控制方案近年來，新型固態(tài)照明(ssl)解決計劃能源效率更高、功能也越發(fā)強化，特殊是功率發(fā)光()的導入更造成照明市場的重大變革。在眾多垂直應用領域如號志燈、汽車應用和液晶電視( tv)背光應用，led成為令人無法抗拒的替代計劃。然而，將led廣泛應用于一般照明卻并非易事，ssl解決計劃的成本和效能無疑將持續(xù)改進，希翼在2010年得以普遍采用。ssl搶攻一般照明市場新型固態(tài)照明轉(zhuǎn)向一般照明市場的問題在于市場的容量及慣性，其它高效照明技術(shù)在近幾年也嘗試進入一般照明市場，但多數(shù)都沒有勝利。一種新照明技術(shù)要在復雜的市場中占有一席之地必需克服種種妨礙，而緊密型熒光燈的

2、正是一例。其與舊產(chǎn)品的兼容性需求大概是最大挑戰(zhàn)，而且許多對新型固態(tài)照明持疑惑態(tài)度的人指出，嘗試挺直改進白熾燈泡照明應用的設計存在很大的風險。溫度管理、能量轉(zhuǎn)換和色彩管理都是必需解決的基本問題。產(chǎn)業(yè)界人士開頭意識，不但有須要將傳統(tǒng)的機電解決計劃改進為越發(fā)高端的解決計劃，而且還須采納智能的數(shù)字控制方式，從而享受此技術(shù)所帶來的收益和成本的節(jié)約。白光為各led廠商研究焦點led技術(shù)最大的優(yōu)點之一在于能夠以電磁輻射的形式，產(chǎn)生頻譜極窄的純色光，而且效率高、無熱輻射。假如產(chǎn)生的色彩正巧是想要的色彩，當然很好，但是在一般照明應用中，我們真正想要的是“白色”的光。換句話說，我們必要以精確的比例混合多種色彩，類

3、似經(jīng)過地球大氣層過濾后到達人眼時的太陽光的光譜。盡管與熒光燈類似，也是通過在藍光或紫外線發(fā)光器頂部涂上一層含磷材料，才干從led光源中獲得白光，但實際含磷材料的成分及其厚度和涂層位置仍是全部主要的led創(chuàng)造商廣泛探討的議題，而這也反映到創(chuàng)造商每個月都會宣布更新、更高效的討論結(jié)果上。而且，產(chǎn)生光的質(zhì)量也不斷提高，人眼感知的質(zhì)量事實上是通過測量相關色溫，也就是與燈的感知色十分臨近的黑體溫度(cct)測得的。這是一個十分重要的問題，由于早期熒光燈所產(chǎn)生的光有些耀眼，因此導致了早期緊密型熒光燈的“冷遇”。從led獲得白光的另外一個辦法是根據(jù)正確的比例精確混合來自三色發(fā)光器的紅、綠和藍光(rgb)，這樣

4、不但可以獲得白光，還可以獲得需要的相關色溫。圖1為一個容易應用，它用法一個八接腳封裝的8位微控制器控制三色led。通過容易的軟件技術(shù)控制三個發(fā)光器的相對亮度，每個發(fā)光器約可達到6位辨別率(提供六十四個亮度等級)，足以對色彩輸出(白光)舉行精確控制和挑選需要的cct。圖中的12hv615閃存微控制器整合了分流穩(wěn)壓器、提供8mhz時鐘的、重設電路和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，提供一個完整而靈便的單芯片解決計劃。此閃存組件的電路內(nèi)可程序化功能也允許在生產(chǎn)時執(zhí)行色彩校準過程，從而為補償各種發(fā)光器的性能差異和組件之間的差異提供了一種辦法。led用法壽命雖長 卻易產(chǎn)生色度漂移圖1中的解決計劃有許多應用，如應用在要求每

5、個模塊的色彩輸出與鄰近模塊的色彩相匹配的汽車儀表板照明中。越來越多稱為情境照明的應用也間續(xù)浮現(xiàn)，固然，也存在一些顯然的缺陷。圖1 容易的白光led系統(tǒng)范例首先，此解決計劃的效率較低，由于它是一個線性解決計劃，且每個發(fā)光器串聯(lián)的限流器會消耗一些功率。在應用的囫圇生命周期中還會浮現(xiàn)更多的問題。事實上，led技術(shù)的主要優(yōu)點之一在于極長的工作壽命，但這也導致了色度漂移的問題。led在工作50,000小時或更久后，其光輸出會逐漸下降到其標稱值的70%。相較于白熾燈泡在用法1,500小時之后會驟然報廢的情況，其用法壽命的確很長。但不幸的是，在這50,000小時中白光led的cct會發(fā)生變幻，隨著熒光粉的老

6、化而升溫，趨近于藍色。即使是rgb led解決計劃也會有類似的問題，隨著三色發(fā)光器以不同的速度根據(jù)不同的曲線緩慢的老化，還是一樣會產(chǎn)生cct色度漂移。通過用法微控制器的智能功能，可以設計出多種技術(shù)，以用法預測算法或通過實現(xiàn)死循環(huán)控制系統(tǒng)來對組件的老化舉行補償。許多創(chuàng)造商會采納對光色彩敏感的組件，當協(xié)作容易的pid算法用法時可以一次解決色度漂移問題，固然這樣會增強解決計劃的成本。由于變幻是在數(shù)千個小時中極其緩慢地舉行，所以毋須高計算性能，即使是最低成本的8位微控制器也可用于實現(xiàn)此控制機制。這種機制不但可以補償led的老化，還可以補償驅(qū)動電路的老化，這個優(yōu)點對于如此長的應用壽命時光而言是十分重要的

7、。溫度管理為照明應用挑戰(zhàn)一般照明應用另一挑戰(zhàn)為溫度管理。如前述高功率led在窄頻譜范圍(在可視光譜中)內(nèi)向外產(chǎn)生電磁輻射時不會消耗多余的能量，但仍會附帶產(chǎn)生熱量。與白熾燈泡等光源的不同之處在于這種熱量只能通過挺直接觸(傳導)而不是輻射的方式傳遞。為了與白熾燈泡照明系統(tǒng)兼容，會在一般照明系統(tǒng)如配套設備的設計中強加一些重要的限制。換句話說，為給定額定功率的白熾燈泡設計的照明系統(tǒng)很難適應同等功率的led燈，由于熱傳導路徑可能十分有限。高熱阻路徑會使led發(fā)光器快速過熱，從而破壞含磷材料(對于白色led)，并且很快會損壞led接合點。功率轉(zhuǎn)換/控制為led焦點led全部焦點都集中在獲得最大發(fā)光效率(l

8、m/w)上，因而驅(qū)動/控制電路的效率也必需受到同樣的重視。led是相對低組件(vf3-4伏特)，與市電提供的高壓110220伏特徹低不匹配。此外，為了工作在最佳的效率等級和維護光輸出的恒定，必要精確控制led的。惟獨能夠提供這種轉(zhuǎn)換所需的高效率。用法多個恒流驅(qū)動拓撲來執(zhí)行所需的功率轉(zhuǎn)換，隔離、功率因子校正和/或僅改進現(xiàn)有解決計劃可能都必要用法兩級處理。輸入電壓首先降低到中間電壓，在此級用法傳統(tǒng)技術(shù)滿足功率因素校正(pfc)和高電壓隔離要求，而其次級負責滿足led電流和溫度控制要求。圖2顯示一個智能led解決計劃，它在恒流配置中采納升壓轉(zhuǎn)換器mcp1630。一個小型的8位微控制器可提供靈便的時鐘

9、源、可程序化電流設定點(為了使驅(qū)動電路符合不同的led模塊規(guī)范)以便進一步節(jié)約功耗的調(diào)光功能，還提供用法遠程溫度(整合的如mcp9700或熱敏電阻)舉行的死循環(huán)溫度控制。圖2 才智led解決計劃暗示圖mcp1630像許多開關電源控制器一樣，已提供了過溫檢測功能。但是，因為驅(qū)動電路的溫度和實際led模塊的溫度有很大的差異，mcp1630的過溫檢測功能與死循環(huán)溫度控制功能可以互相補充。基于微控制器的智能解決計劃可提供很大的靈便性，向led模塊輸出的功率隨著其溫度靠近臨界閾值而逐步降低，直到達到平衡，而不是驟然關閉系統(tǒng)或僅發(fā)出警報。這種功能對于組件創(chuàng)造商十分重要，特殊是在led燈自立于照明系統(tǒng)單獨設計和商業(yè)運作而且無法保證系統(tǒng)溫度設計正確的狀況下。大概采納智能驅(qū)動設計，亦即用法小型微控制器監(jiān)控led驅(qū)動電路的最大優(yōu)點是使解決計劃具有更多的智能和功能僅須添加幾行程序代碼。利用微控制器內(nèi)置的串行通訊接口實現(xiàn)容易的數(shù)字協(xié)議，如dmx-512或dali，使通訊接口易于實現(xiàn)。可用法以太網(wǎng)絡實現(xiàn)更高級的系統(tǒng)整合，或利用協(xié)議實現(xiàn)無線通訊。而且，在銜接每個照明點之后，可設計一個全新的能量管理系統(tǒng)通過節(jié)能策略，采納越發(fā)整體的辦法進一步提高囫圇家庭或辦公樓系統(tǒng)的效率。在通常的狀況下，假如新型固態(tài)照明，特