新型固態(tài)照明（SSL）技術(shù)需引入智能化控制方案

　　LED使用壽命雖長(zhǎng)　卻易產(chǎn)生色度漂移

　　圖1中的解決方案有許多應(yīng)用，如應(yīng)用在要求每個(gè)模塊的顏色輸出與鄰近模塊的顏色相匹配的汽車儀表板照明中。越來越多稱為情境照明的應(yīng)用也陸續(xù)出現(xiàn)，當(dāng)然，也存在一些明顯的缺陷。

圖1　簡(jiǎn)單的白光LED系統(tǒng)范例

　　首先，此解決方案的效率較低，因?yàn)樗且粋€(gè)線性解決方案，且每個(gè)發(fā)光器串聯(lián)的限流電阻器會(huì)消耗一些功率。在應(yīng)用的整個(gè)生命周期中還會(huì)出現(xiàn)更多的問題。

　　實(shí)際上，LED技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)之一在于極長(zhǎng)的工作壽命，但這也導(dǎo)致了色度漂移的問題。LED在工作50,000小時(shí)或更久后，其光輸出會(huì)逐漸下降到其標(biāo)稱值的70%。相較于白熾燈泡在使用1,500小時(shí)之后會(huì)突然報(bào)廢的狀況，其使用壽命確實(shí)很長(zhǎng)。但不幸的是，在這50,000小時(shí)中白光LED的CCT會(huì)發(fā)生變化，隨著熒光粉的老化而升溫，趨近于藍(lán)色。即使是RGB LED解決方案也會(huì)有類似的問題，隨著三色發(fā)光器以不同的速度按照不同的曲線緩慢的老化，還是一樣會(huì)產(chǎn)生CCT色度漂移。

　　通過使用微控制器的智能功能，可以設(shè)計(jì)出多種技術(shù)，以使用預(yù)測(cè)算法或通過實(shí)現(xiàn)死循環(huán)控制系統(tǒng)來對(duì)組件的老化進(jìn)行補(bǔ)償。許多制造商會(huì)采用對(duì)光顏色敏感的組件，當(dāng)配合簡(jiǎn)單的PID算法使用時(shí)可以一次解決色度漂移問題，當(dāng)然這樣會(huì)增加解決方案的成本。因?yàn)樽兓窃跀?shù)千個(gè)小時(shí)中極其緩慢地進(jìn)行，所以毋須高計(jì)算性能，即使是最低成本的8位微控制器也可用于實(shí)現(xiàn)此控制機(jī)制。這種機(jī)制不但可以補(bǔ)償LED的老化，還可以補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路的老化，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于如此長(zhǎng)的應(yīng)用壽命時(shí)間而言是非常重要的。

　　溫度管理為照明應(yīng)用挑戰(zhàn)

　　普通照明應(yīng)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(shí)不會(huì)消耗多余的能量，但仍會(huì)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直接接觸(傳導(dǎo))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(huì)在普通照明系統(tǒng)如配套設(shè)備的設(shè)計(jì)中強(qiáng)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(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)很難適應(yīng)同等功率的LED燈，因?yàn)闊醾鲗?dǎo)路徑可能非常有限。高熱阻路徑會(huì)使LED發(fā)光器迅速過熱，從而破壞含磷材料(對(duì)于白色LED)，并且很快會(huì)損壞LED接合點(diǎn)。

　　功率轉(zhuǎn)換/控制為L(zhǎng)ED焦點(diǎn)

　　LED所有焦點(diǎn)都集中在獲得最大發(fā)光效率(lm/W)上，因而驅(qū)動(dòng)/控制電路的效率也必須受到同樣的重視。LED是相對(duì)低電壓組件(Vf～3-4伏特)，與市電提供的高壓110～220伏特完全不匹配。此外，為了工作在最佳的效率等級(jí)和維護(hù)光輸出的恒定，須要精確控制LED的電流。只有開關(guān)電源能夠提供這種轉(zhuǎn)換所需的高效率。