LED“抗衰老”的几个小妙招，智能控制LED灯带亮灭的原理方案

　　什么是LED“衰老”，他的原因是什么？我们应该怎样防止？

　　LED常规性老化试验对比

　　一般来说，尤其是大功率LED在初始点亮阶段光度都会有一定的衰减，LED封装厂为了提供给应用端厂商发光稳定的产品，或者是应用端厂商家为了获得稳定的led材料，通常都会做一些老化试验。当然LED老化试验有多种方式，如常规性老化、过电流冲击破坏性试验等等。

　　LED厂商通常会用以下几种方式进行常规性老化：

　　1、多颗管串联老化：恒压老化电路和恒流老化电路

　　2、多颗管并联老化

　　3、多颗管串并联老化：串并恒压老化和串并恒流老化

　　4、单管恒流老化

　　比较以上4种老化方式， 1、3种方式中只要有一颗LED出现品质故障，比如LED短路或者断路都会影响别的LED的工作电流参数。第2种方式优于1、3种，任一颗LED特性变化不会影响到别的LED老化参数，但事实上靠电阻限流的方式是不可靠的，电阻本身阻值漂移和LED自身电压特性变化都会严重影响LED参数。显然，第4种单管恒流老化抓住了LED电流工作特性，是最科学的LED老化方式。

　　老化在试验过程中应该是一个非常重要的过程，但在很多企业往往会被忽视，不能进行正确有效的老化，后面对LED本身所进行的包括亮度、波长等所有参数的分析都将不确定。过电流冲击性老化也是厂家经常使用的一种老化手段，通常使用频率可调、电流可调并且占空比可调的恒流源进行此类老化，以期待短时间内判断LED的品质及预期寿命。

　　如何有效防止产品老化

　　我们在应用LED时经常会出现这样种问题，LED焊在产品上刚开始的时候是正常工作的，但点亮一段时间以后就会出现暗光、闪动、故障、间断亮等现象，给产品带来严重的损害。引起这种现象的原因大致有：

　　1．应用产品时，焊接制程有问题，例如焊接温度过高焊接时间过长，没有做好防静电工作等，这些问题95％以上是封装过程造成。

　　2．LED本身质量或生产制程造成。

　　预防方法有：

　　1.做好焊接制程的控制。

　　2.对产品进行老化测试。

　　老化是电子产品可靠性的重要保证，是产品生产的最后必不可少的一步。LED产品在老化后可以提升效能，并有助于后期使用的效能稳定。LED老化测试在产品质量控制是一个非常重要的环节，但在很多时候往往被忽视，无法进行正确有效的老化。LED老化测试是根据产品的故障率曲线即浴盆曲线的特征而采取的对策，以此来提高产品的可靠性，但这种方法并不是必需的，毕竟老化测试是以牺牲单颗LED产品的寿命为代价的。

　　LED老化方式包括恒流老化及恒压老化。恒流源是指电流在任何时间都恒定不变的。有频率的问题，就不是恒流了。那是交流或脉动电流。交流或脉动电流源可以设计成有效值恒定不变，但这种电源无法称做「恒流源」。恒流老化是最符合LED电流工作特征，是最科学的LED老化方式；过电流冲击老化也是厂家最新采用的一种老化手段，通过使用频率可调，电流可调的恒流源进行此类老化，以期在短时间内判断LED的质量预期寿命，并且可挑出很多常规老化无法挑出的隐患LED。

　　智能控制灯带高低电平熄灭点亮方法：

　　城市道路照明越来越多采用LED照明技术代替传统的照明技术，其目的是为了降低对电能的消耗。由于LED使用低压直流电源，便于附加检测与控制电路，这对路灯网络的智能化管理，进一步节能降耗带来了方便。对于路灯网络的管理与控制，既可以采用电力载波通信技术，也可技术的快速发展，使得短距离无线通信技术在应用成本、可靠性与通信速率等方面均已优于电力载波通信技术，例如Zigbee短距离无线通信技术。本文提出一种解决方案，采用短距离无线通信技术构建LED路灯无线传感网络，能对LED路灯网络任意单盏灯或多盏灯或全网络所有灯进行开关、调光等控制，进行发光亮度、电流参数等检测，从而实现对LED路灯网络的智能化管理。作为无线传感网络，其体系结构应该包含四个基本层次：物理层和数据链路层、网络层以及应用层。LED路灯无线传感网络采用IEEE 802.15.4标准作为其物理层和数据链路层的技术标准，网络层与应用层集成在一起，采用单跳、双跳以及变跳3种接力通信模式作为网络协议的基础。本文围绕LED无线传感网络的体系结构，以网络拓扑及通信节点的组成为基础，论述了网络层的协议包格式、路由工作原理，以及节点通信的设计流程。

　　1 网络体系

　　LED无线传感网络的网络体系是网络层实现路由的基础，包括节点组成及网络拓扑结构。

　　1.1 LED路灯传感网络节点的组成

　　LED路灯网络由间隔均匀的若干盏路灯组成，每一盏LED路灯均为网络的一个通信节点，用来构建无线传感网络。图1所示，为构建无线传感网络LED路灯节点的组成，除了照明部分的电路外，还附加了对LED电流的采样、LED发光亮度的检测、以及对LED发光亮度的PWM控制等电路。每一盏LED路灯既是传感器节点也是网络路由节点；每一个节点包含一个微控制器（MCU，如cc2530），都具有射频通信功能，既能发送信号也能接收信号；每一个节点具有32bit（位）的唯一ID号。通过在物理层和MAC层采用IEEE 802.15.4协议标准，结合网络层与应用层的协议，所有这些节点有机地组合在一起，便构成了LED路灯无线传感网络。由于现有的一些网络层与应用层协议如Zigbee、RF4CE等并不是很适合LED路灯传感网络应用，因此，需要重新设计网络层与应用层协议。

　　图1 LED路灯节点的组成

　　1.2 网络拓扑

　　根据LED路灯的分布规律，每盏LED路灯作为网络节点构成无线通信网络，其拓扑结构如图2所示，（a）是信号逐点（单跳）接力传送拓扑结构图，（b）是信号隔点（双跳）接力传送拓扑结构图。为便于下文网络应用协议的设计与讨论，作出如下定义：

　　（1）所有节点可分为2类，即LED路灯节点（简称LED节点，如a1 a2 … an ， b1 b2 … bn）和路灯控制器节点（简称控制节点，如a，b）；

　　（2）相邻节点之间的距离均为L，每个节点的无线信号覆盖半径大于等于2L；

　　（3）根据节点的相对位置，节点可分为前驱节点与后继节点，离控制器近的是前趋节点，离控制器远的是后继节点。例如a1是a2前驱节点，a3是a2后继节点；同理b2是b4前驱节点，b6是b4后继节点，以此类推。

　　图2 网络拓扑结构示意图

　　（4）控制节点与LED节点之间，LED节点相互之间，只要无线信号可以覆盖到，都可以相互通信，不需要设基站或专门的路由协调装置。

　　（5）每个节点的32bit唯一ID号由两部分组成，分别为网络ID和节点地址（编号），均为16bit。同一路灯网络所有节点的网络ID相同；从控制节点开始，节点地址由小到大顺序编排。