LED照明管理系統(tǒng)介紹與發(fā)展趨勢

現(xiàn)今半導(dǎo)體業(yè)界最有前景的一個領(lǐng)域就是LED照明管理系統(tǒng)的開發(fā)，例如LED芯片和使用LED功率驅(qū)動的發(fā)光裝置。本文將介紹照明管理系統(tǒng)，并介紹如何使用設(shè)計優(yōu)良的驅(qū)動板來提高功效。我們還將討論優(yōu)質(zhì)LED模塊所具有的長壽命和高照明功效優(yōu)勢。如果用汽車來打個譬喻，照明管理系統(tǒng)就好比作駕駛技巧。從閉合/斷開的機(jī)械式照明開關(guān)到智能化亮度管理模塊，各種不同的系統(tǒng)能夠說明駕駛?cè)藛T享受從綠色駕駛(eco-driving)到賽車比賽的各種駕駛風(fēng)格。

本文首先介紹照明管理系統(tǒng)控制中的設(shè)備類別，包括閉合/斷開、調(diào)光、顏色和特殊區(qū)域亮度控制這四種主要的照明管理類別。

本文還將討論了解當(dāng)前正在使用與在未來將會受到歡迎的照明管理系統(tǒng)的重要性。照明管理系統(tǒng)可以分為具有有線和無線接口兩類，而有線接口還可以分成雙線和多線兩個子類別。機(jī)械式閉合/斷開開關(guān)(包括運(yùn)動傳感開關(guān))是傳統(tǒng)的解決方案并獲大多數(shù)應(yīng)用采用，它們具有簡單、可靠和經(jīng)濟(jì)的特性，但是智能功能較少。

使用切相(phase cut)調(diào)光器的開關(guān)具有調(diào)光控制功能，是智能水平更高的選擇;而基于Triac的前沿類型則相對傳統(tǒng)而且普及，另外采用基于MOSFET或IGBT的后沿調(diào)光器的有源開關(guān)也越來越受歡迎。然而，這些系統(tǒng)都是針對白熾燈或鹵素?zé)舻茸栊载?fù)載而開發(fā)的，并不適用于LED負(fù)載。

調(diào)光開關(guān)制造商正在開發(fā)針對LED負(fù)載的有源開關(guān)前沿調(diào)光器。這一方案的重點(diǎn)在于省去普通切相調(diào)光器所需的笨重組件(泄放電阻和阻尼器)。

照明電源的一個新興趨勢是使用PLC開關(guān)。PLC開關(guān)將數(shù)字信號添加到連續(xù)的輸入電源上(而不是會產(chǎn)生斷續(xù)的輸入電源并且是閃爍的主要根源的切相調(diào)光器)，因而是市場上其它方案的替代選擇。雖然LED驅(qū)動器模塊上具有接收器/DAC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)需要PLC開關(guān)作為信號發(fā)生器，但這可以避免閃爍問題，并且可以用于現(xiàn)有的電源雙線裝置。

0-10級調(diào)光、Dali調(diào)光、SM總線、I2C和SPI都是多線接口方式。它們不僅能夠?qū)崿F(xiàn)閉合/斷開和調(diào)光功能，還能夠通過服務(wù)器系統(tǒng)的雙向通信，實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域的亮度和顏色控制。即便不考慮這些豐富的功能，系統(tǒng)成本較高還是普及受到限制的原因。

另一種類別是無線接口，無線RF可以與遙控器共享，然而，問題在于如何識別每一盞燈，所以很難回避與每盞燈和其它應(yīng)用遙控器信號的干擾。Wi-Fi可以快速發(fā)送大量資料(54Mbps)，但是每個終端需要有自己的IP地址，所以必須使用昂貴的通信模塊。此外，這種方案的重量過重，并且需要從LED驅(qū)動板上獲取較大的功率。雖然藍(lán)牙變換器能夠以1Mbps的速度控制最多7個設(shè)備。但是，這對于LED燈來說仍然過重。

Zigbee正在變成最有希望的贏家，因?yàn)槊總€Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以控制高達(dá)65,536個設(shè)備，而且接收模塊的能耗也較低。而它的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到20k~256kpbs，足以控制閉合/斷開、調(diào)光和顏色。

通過介紹這些照明管理系統(tǒng)，可以預(yù)測雙線系統(tǒng)的“PLC LED照明開關(guān)”的發(fā)展方向。顯然，Zigbee無線系統(tǒng)將很快成為主流。類似于切相調(diào)光器開關(guān)，PLC LED照明開關(guān)可應(yīng)用于現(xiàn)有的設(shè)備、開關(guān)盒以及雙線電源線，并能夠通過使用連續(xù)輸入電源和燈驅(qū)動器模塊，實(shí)現(xiàn)更好的調(diào)旋光性能和效率，例如，不存在用于Triac調(diào)光器的泄放電阻和阻尼器電路模塊。此外，Zigbee能夠勝過其它無線接口解決方案，因?yàn)樽儞Q器和接收器的功耗低，同時具有充足的傳輸速率來實(shí)現(xiàn)多終端控制。現(xiàn)在有兩個主要的聯(lián)盟正在努力發(fā)展這兩種解決方案，不過，電源供貨商提供能夠很好配合這些接口的合適的LED驅(qū)動電源解決方案，也是非常重要的因素。