中心議題：

• LED照明智能控製解決方案

解決方案：

• 通過含磷材料塗層或混合三色光源獲得白光
• 使用微控製器提高LED壽命
• 重視驅動/控製電路的效率

能量效率更高
、功能更強的新型LED固態發光（SSL）產品的發展很快，被認為是照明市場上的主要革命性進步。在許多垂直應用中，如信號燈、汽車、LCD TV背光
，LED已經毫無爭議地成為傳統光源的替代產品。但對於範圍更廣的通用照明，LED還沒有被廣泛接受。固態發光產品的成本和效率無疑將繼續快速改進，力爭被市場接受。

通用照明中的固態發光產品

阻礙LED向通用照明轉移的原因一是傳統市場的容量太大，二是市場的慣性所致。要滿足後者的兼容性恐怕是最大的挑戰。熱管理、dianyazhuanhuanhesecaiguanlishixuyaojiejuedejibenwenti。suizheyuelaiyueduodeyeneirenshikaishirenshidaozhexiewenti
，xuyaocaiyongzhinengdeshuzikongzhifangfalaijingjiyouxiaodijiejuegezhonggeyangdetiaozhan
，ranhoucainengxiangshouxinjishusuodailaidehaochu。

LED照明節能明顯

如果在建築物上采用LED照明，可以節約48%的照明用電。一盞白熾燈的發光效率一般是10～15lm/W，熒光燈的效率可達70～100lm/W，氙氣燈的效率為80～120lm/W，目前的商用 LED的效率為80lm/W

，有些實驗產品已經達到了131lm/W，而LED的最大理論光效是200lm/W。

白色並不是色彩

LEDdezuidawentishifaguangdepindaihenzhai，zheyangguangdeyansehendanyi，keyidadaogaoxiaolv

，bingqiebuhuifare。ruguoguangdeyansezhengshiwomensuoyaodedangranzuihaole，danzaiyibandezhaomingzhong


，womenxuyaodedoushibaiguang。huanjuhuashuo，womenxuyaodeshianzhaoyidingbilihunheqilaideduozhongyanse，laimofangjingguodiqiudaqiguolvhoudeyangguangdepinpu。

可以通過在LED的藍色或紫外光源上塗上一層含磷材料，來獲得白光。所有的LED廠商都在對含磷材料的成份、厚度、位置進行廣泛的研究。

LED廠chang商shang們men接jie連lian不bu斷duan地di公gong布bu新xin的de研yan究jiu成cheng果guo
，稱cheng新xin器qi件jian的de效xiao率lv比bi以yi往wang任ren何he產chan品pin的de效xiao率lv都dou高gao。此ci外wai，光guang源yuan的de質zhi量liang也ye在zai不bu斷duan提ti高gao。我wo們men眼yan睛jing所suo看kan到dao的de光guang的de質zhi量liang可ke以yi用yong相xiang關guan色se彩cai溫wen度du（CCT）來衡量，這是與所感覺到的燈的顏色最匹配的黑體的溫度。

恰當地混合各種顏色

獲得白光LED的另一種方法是按照正確的比例將紅、綠
、藍（RGB）三種顏色混合起來，不但能獲得白光
，而且還能獲得所需的色溫。圖1是這種方法的應用電路

，用1個8引腳的8位MCU來控製三色RGB LED。隻需簡單的算法，就可以對3個發光管的相對光強進行控製，可以達到6位的分辨率（64個光強等級），對控製顏色輸出和相關顏色溫度來說是足夠的了。

該電路采用了PIC12HV615閃存 MCU
、分壓電阻、複位電路、A/D轉換器，振蕩器提供8MHz的時鍾，構成了一個簡單的單芯片解決方案。在生產時
，還可以利用這種閃存器件的在電路可編程特性進行顏色校準。

LED的壽命

圖1所suo示shi的de電dian路lu適shi用yong於yu很hen多duo應ying用yong，但dan有you一yi個ge很hen重zhong要yao的de缺que點dian是shi效xiao率lv低di。這zhe是shi一yi個ge線xian性xing解jie決jue方fang案an，電dian能neng都dou消xiao耗hao在zai鎮zhen流liu器qi電dian阻zu上shang了le。此ci外wai
，在zai整zheng個ge產chan品pin生sheng命ming周zhou期qi內nei還hai可ke能neng出chu現xian更geng多duo的de問wen題ti。
                             
                                                           圖1   可進行顏色校準的白光LED係統
LED的一個主要優點是極長的使用壽命
，這也帶來一個嚴重的問題，即偏色。LED可以使用50 000小時以上
，其發光強度會從標稱值逐步下降到70%左右（白熾燈在使用大約1 500小時以後會突然失效）。[page]
遺憾的是，在這50 000小時內
，一個白光LED的相關色彩溫度（CCT）將會發生變化，當熒光粉老化的時候，CCT會向更高的溫度漂移，即向藍色漂移。當三種顏色的發光體按照不同的曲線老化時
，RGB的LED也會出現類似的問題。

通tong過guo使shi用yong微wei控kong製zhi器qi，加jia上shang預yu測ce算suan法fa或huo閉bi環huan控kong製zhi係xi統tong，將jiang會hui開kai發fa出chu幾ji種zhong技ji術shu來lai補bu償chang由you於yu器qi件jian老lao化hua所suo帶dai來lai的de影ying響xiang。有you些xie生sheng長chang商shang已yi經jing生sheng產chan出chu了le彩cai色se光guang敏min元yuan件jian，再zai配pei合he簡jian單dan的de PID算法就可以一次性地徹底解決色彩漂移問題，當然采用這種元件會增加一些成本。

由於色彩漂移的過程非常緩慢，就不需要很高的計算性能，甚至低成本的8位 MCU就能滿足要求。

LED並不是冷的

LED通用照明中的另一個很大的挑戰是熱量控製問題。正如前文所述
，高功率的LED在zai很hen窄zhai的de一yi個ge頻pin帶dai內nei向xiang外wai產chan生sheng電dian磁ci輻fu射she時shi不bu會hui浪lang費fei能neng量liang，但dan仍reng然ran會hui產chan生sheng熱re量liang
，熱re量liang會hui通tong過guo傳chuan導dao而er不bu是shi輻fu射she的de方fang式shi散san發fa出chu來lai，這zhe一yi點dian類lei似si於yu白bai熾chi燈deng。

LED的發熱問題給設計通用照明係統提出了很大的限製。為一個給定功率的白熾燈設計的照明係統很難適應同樣功率的LED，因為熱傳導的路徑是非常有限的。

功率轉換和控製

當整個LED產業界都把關注的重點放在如何實現最大的LED發光效率時

，驅動/控製電路的效率問題也必須受到同樣的重視。LED是低電壓器件（Vf為3～4V），工作電壓與市電完全不匹配，為實現最高的效率和保持持續的光輸出，LED需要精確的電流控製和開關模式的功率轉換。

為解決這個問題，必須采用一些恒流驅動技術。不但需要隔離、gonglvyinshuxiaozheng，zaiyouxieqingkuangxiahaixuyaojinxingliangjichuli。shurudianyaxianbeijiangdidaoyigezhongjiandianya，bingcaiyonggonglvyinshuxiaozhenghegaodianyageli，dierjijiejueLED對電流和熱控製的需求。

圖2是采用了升壓轉換器（MCP1630）的恒流配置方案
，由8位MCU提供靈活的時鍾信號
，電流設定點可由編程設定
，以適應不同的LED模塊、調光功能
，並利用外置的傳感器提供閉環的溫度控製。
                             
                                         圖2   采用MCU和恒流驅動器的智能LED解決方案

基於MCU的解決方案具有極大的靈活性。當LED的溫度接近臨界門限時，向LED輸出的功率會逐步減小，而不是突然關閉係統或簡單地發出警報。尤其是在LED是分別由不同公司設計，並且無法保證正確的熱設計的情況下，這種功能尤為關鍵。

智能的驅動設計也意味著MCU的內置串行外設可以支持簡單的通信協議，例如DMX- 512或DALI。在進行更高級的係統集成時，還會需要以太網或ZigBee連接，從而設計出全新的能源管理係統。