TI智能照明系统方案教你将智能化引入LED照明应用

　　随着照明工业继续向 LED 技术转移，对智能控制器和驱动器的需求越来越大。电价上涨给消费者和商家带来巨大的 运营成本；然而，LED的高效运行可 节约大量电能。 许多应用则需要一致的光质量并可支持高级控制功能，比如调光、平衡和准确的色彩混合。远程连接也成为应用的一项常规要求，可通过自我诊断降低高昂的维修费用，允许技术人员进行服务呼叫，在确实需要进行现场维修时才会到场服务。如将智能用于许多 LED 照明应用中，则需从固定功能 LED 驱动器转向基于微控制器或可编程的架构。对于需要高级功能的应用，使用微控制器便可实现许多智能功能，比如：调光控制、专门颜色搭配、自适应照明控制和远程连接。专用电力电子微控制器能进一步改善照明应用，因为除具有照明控制和通信能力外，它还能经济高效地控制照明装置电源。同许多当代电子趋势一样，转由数字控制将具有灵活性并可将照明产品带入智能和差异化的新高度。

　　使用基于微控制器的架构实现智能 LED 平台照明工业在所有主要细分市场均向 LED 技术转移，因其与白炽灯、CFL 甚至高压钠灯相比有如下优势：

　　LED 的优势

　　• 更高的效率：与传统光源相比，高流明/瓦特可节约大量电能。

　　• 维护成本低： LED 的使用寿命达 50，000 小时，因此需要更换或维护的频率更低。

　　• 定向： 如果光源能够定向，则照亮某区域所需的光输出就越少。光流失或光“污染”也会更少。

　　• 耐振性： 这对外力能够影响灯使用寿命的应用（如街道照明）来说显得尤为重要。

　　• 更安全的技术： LED 不含汞物质，从环境角度上讲，比其他照明技术更安全。

　　• 智能控制： LED 灯光系统支持广泛的高级特征，以提高效率并提供更优的照明。 其特征包括自动 调光、匹配可用环境光照和自适应定时运行以及 最大程度节约能源成本。

　　• 快速运行： LED 能快速开关，启动耗时少。

　　LED 照明应用

　　• 家用： 其应用包括灯泡更换、重点照明和室外局部 照明。 一般而言，通常只需点亮一至两个灯串上的几个 LED。 鉴于 市场的低成本压力，因而不常使用高级控制装置。

　　•商用： 其应用包括荧光灯镇流器、灯泡更换和重点 照明。 通常只需点亮一至两个灯串上的几个 LED。 在顾及成本的情况下，这个市场非常注重节能这一特性。 更高端的应用需要 远程连接和部分控制器智能化。

　　• 娱乐： 其应用包括高端显示和情调照明。 完全的强度 控制和一致的色彩质量至关重要，远程连接和对工业标准协议如 DALI 或 DMX-512支持也同样重要。

　　• 室外和基础设施： 其应用包括街道照明、工厂照明和大型办公楼照明以及许多其他应用。 设备一般具有大量的LED 而且必须支持多个灯串。 高亮度 LED 也很常见。 这些应用需要远程连接和高度智能化的控制器。

比如：

　　基于 LED 的智能照明系统的基本架构包括三个阶段：功率转换、LED 控制和通信（见图1）。 功率转换阶段将适量电压和电流送至 LED。 该阶段以 AC/DC 整流开始，接着进入功率因数校正 （PFC） 阶段，再然后进入更多并联的 DC/DC 转换阶段。 为提供高效的功率转换，需要精确、灵活地控制这些转换阶段。

　　图 1： 基于 LED 的智能照明系统包括三个阶段：功率转换、LED 控制和通信 – 每个阶段都需要一个智能控制器维持效率和功能。 通过对功率采取灵活的数字化方法，几个或所有这些控制器都可组合在一个 MCU 上，以减少系统复杂度和成本。