当前位置:首页 > 智能调光
  • 照明用LED驱动芯片的技术趋势

    随着LED 的进一步发展,其效用或从电源产生光输出的能力只会继续提高。其次,LED 照明具有环保的特点,不需要处理、暴露和弃置于冷阴极荧光灯(CCFL)中常见的有毒水银蒸气。最后,白炽灯泡在使用约1000 小时以后,常常需要更换,而荧光灯可以持续使用长达 1 万小时。不过,与 LED 照明可提供超过 10 万小时的寿命相比,这些数字就相形见绌了。散热、可靠性和安规需要重点考虑众所周知,LED驱动模块工作环境温度较高,且模块散热条件较差,从而导致LED驱动电路一直在较高温度下工作,这会导致LED应用可靠性降低、使用寿命缩短等一系列问题,因此散热不得不重点考虑;可靠性和安规是很容易被有意忽略的部分,尤其是在强制执行相关规定前,为了降低成本,部分LED照明厂商会省略可靠性和安规方面电路;但这恰恰是LED照明产业能否长久发展的根本,也是LED驱动芯片厂商设计能力的体现,不同的芯片厂商提供的方案,增加这部分电路增加的成本差别很大。调光功能越来越受重视, 例如传统的可控硅调光,1~10V调光,以及DALI调光。最后,就是针对解决散热问题所衍生出对驱动方案的要求,除了成本的考虑,更轻量化的要求,同时也必须兼顾更好的电气特性(效率、功率因数、电磁干扰、 输出纹波等)。LED需要丰富的电源转换与驱动方案安森美半导体照明市场技术行销经理林志彦表示,LED本质上是低压器件,根据色彩及电流的不同,其正向压降可能在2 ~4.5 V之间变化,而且LED需要以恒流来驱动,从而确保提供所要求的发光强度和色彩。与此同时,LED应用多种多样,需要采用不同的电源来供电,如高压AC-DC、中等电压DC-DC以及低压DC-DC等。这就要求根据具体应用要求,采用适合的电源转换及LED驱动方案来驱动LED,如开关型驱动器、线性驱动器、线性恒流稳流器(CCR),以及高压开关电源方案、功率因数校正(PFC)控制器,甚至是新颖的照明管理集成电路(LMIC),以配合具体应用需求,提供高能效及高可靠性,帮助发挥LED的长寿命优势。兼容性和集成控制成亮点首先是兼容性,现有的照明架构基于传统的照明技术,比如白炽灯技术。由于空间受限,如要替换这些灯泡和配置,LED灯需要采用相同规格的灯泡,以便和照明控制设备(例如已经配置的TRIAC调光器)相匹配。为了应对这个问题,灯泡内的驱动电路板面积就需要减小,同时要与各种调光器兼容。其次是集成控制功能。通过很低的成本,为LED驱动电路增加无线控制技术即可带来全新特性,例如色温调节、模式照明、场景控制等。这些很酷的特性基于LED技术,有助于增加用户对LED照明技术的接受度。感知照明时代即将来临从历史上来看,照明是一个粗糙控制的电负载,用一个简单的开关手动控制,可以进一步精细化控制。例如美国加州议会法案32法规,要求建筑物到2018年减少一半的能源消耗。其他建筑法规,例如加州TItle 24对此甚至提出了更具体的要求,诸如要求通过窗户和天窗实施日光捕捉以降低能耗,以及要求建筑物配备自动照明控制系统。目前,低成本的被动式红外线探测器已很少用于房间内。通过建筑系统控制照明能大大降低能源消耗,为用户带来高度优化的照明从而提高舒适度体验,从这方面来看,显然还有很长一段路要走。因此,利用LED电源及灵活的优势,在下一代照明系统中实现照明控制将是主要趋势。该方案可以使照明系统能根据环境变化调整LED自身的亮度和色彩以配合环境需求,例如当房间内有足够的日光或房间长时间无人时,该方法就可自动地减少大量能耗。智能调光方案未来照明方案趋向于更智能的调光,考虑节能的因素,在照明领域最大的突破是改进照明的应用模式,即智能化,无线照明控制,或者“智能照明”。智能照明标志着我们与光的关系发生了根本的变化——无论在家、办公室,甚至室外。用一个安全、小型、低成本的方案,将无线IP与高能效照明技术联系在一起,可以转换我们的设计、控制和管理照明的方式。对于有IP地址的每个灯泡,这个完整的硬件/软件方案可以实现IP间的连接,这样就可以建立一个通过如智能手机、平板电脑和个人电脑等很容易控制的先进的照明系统。

    时间:2020-09-08 关键词: led照明 LED驱动 智能调光

  • 各厂热推调光IC 纷纷抢攻智能照明先机

      2014年对LED照明行业来说是尤为重要的一年。从今年起,欧美国家开始正式淘汰在民用市场中用量最大的40~60W白炽灯泡,这为LED照明在普通消费市场的推广应用提供了一个契机,也使得LED替换灯泡成为当前炙手可热的一个细分市场。根据调研机构麦肯锡公司的预测,2012至2016年期间,LED灯泡的出货量将以57% 的年复合增长率迅速递增,2016年全球固态照明 LED灯泡的出货量有望达到26亿件左右,到2020年更将达到48亿件的规模。      固态照明LED灯泡出货量有望加速增长   然而,在市场快速成发展的同时,如今的LED照明行业正面临着一个共同的课题:如何在降低系统成本的同时,不断提高产品的使用价值。一方面,要进入更为广阔的民用市场,LED灯具的目标价位在近年来迅速下滑,促使产品朝着更高的集成度迈进;而另一方面,随着LED照明市场逐渐围绕少量大型供应商进行整合,使得市场对灯具的应用价值提出了更严荷的要求,产品的可靠性、使用寿命,以及在环保节能、智能控制等方面的性能成为了首要的考量依据。特别是在对LED灯具调光功能的需求上,当前市场发展的一个重要特征是,调光已不再仅仅只是为了达到节能的目标,而是更多地体现在人们对生活品质要求的逐步提升上,因此,流畅的调光性能、无线调光功能、与多种传感器的集成联动等,都为LED照明在民生市场的使用价值大大加分。   驱动智能化,适应广泛的工作环境   在普通照明应用,LED灯要取代白炽灯,就需要与Triac调光器配合,这样一方面可根据实际照明要求来调整亮度,从而节省能源消耗;另一方面,还能为家居或商业应用营造各种不同的照明氛围和情境。而对于彩色照明应用,如建筑照明和舞台灯光等,则可以通过PWM调光来实现各种彩色LED灯具的调制。谈到目前调光技术所面临的挑战,ISSI公司模拟器件市场部副总裁Ven Shan说道:“三端双向可控硅调光器有前沿、后沿和数字调光器等,TRIAC调光器为LED驱动器提供周期斩波的正弦交流电压,所以驱动芯片必须要把这种交流斩波电源转化为LED可以使用的电源。另外,灯具在调光过程中出现的‘闪烁’问题也是厂商在灯具设计时经常会碰到的难题。”      ISSI公司模拟器件市场部副总裁Ven Shan   为此,ISSI提供了一套广泛的HB LED驱动IC产品组合,其中,IS31LT3350和IS31LT3360是DC-DC LED驱动IC,可用于PWM调光或模拟调光;此外,AC-DC驱动IC包含恒流驱动IS31LT3932 以及支持调光的IS31LT3935。特别是IS31LT3935是一款无闪烁系列器件产品,它采用ISSI自有专利的AccuDim技术,模仿白炽灯泡的效率表现,让调光器保持较高的功率因数,且可同时支持前沿、后沿和数字调光器,仅需提供较少的外围元件数量,就可大幅节省材料清单(BOM)成本。   谈到现阶段LED灯具在调光性能上的开发趋势,Power IntegraTIons公司(简称PI)市场营销副总裁Doug Bailey表示:“提高驱动器级的智能化程度,将会在光输出方面增加更多的应用价值,这也是导入新型具备增强控制功能产品的良好机遇。那些具有更优秀的调光电路、并能与更多可控硅进行兼容的新产品会取得重要的市场地位,因为市场将要求产品能够支持更多的客户,适用于更广泛的工作条件或环境,以便于实现轻松快捷的设计,并可移植于不同照明设计的产品中,协助照明工程师提高工作效率,缩短产品上市的时间。”      Dialog半导体有限公司LED产品战略营销与业务拓展总监Stefan Zudrell-Koch   以PI在近期推出的 LYTSwitch-4驱动IC为例,这款适合高压应用的器件能够为LED灯泡和灯管应用、工矿灯照明等提供精确的输出电流和高效率,以及出色的调光性能。即使与前沿和后沿可控硅调光器配合使用,并采用较低的导通角,电源设计仍能符合NEMA SSL-7标准,驱动器的启动速度较快,通常不到500毫秒,即使在开启不到10%的光输出量时其启动速度也同样迅速,从而可消除突然变亮的现象。   除了LED灯泡替换市场的之外,ROHM相关负责人还补充道,目前可控硅调光已基本普及,但仅限于对以往灯具产品的替换,今后需求较大的将会是采用PWM调光技术的筒灯和吸顶灯,这在发展较快的日本LED照明市场上已得到了的印证。LED照明调光技术的开发重点将归结到通过MCU来进行PWM调光,其手段可以是通过有线、或是无线通信技术等(如Wi-Fi、ZigBee、蓝牙)。   据了解,ROHM拥有多种LED驱动芯片的PWM 调光参考设计,并且通过旗下LAPIS Semiconductor子公司的低功耗MCU和无线技术综合解决方案进行支持,以满足各种不同的应用需求。例如,用于PWM调光筒灯的 BM1050AF参考设计可以适用于大部分100W以下的筒灯,可实现完整的线性调光,且配套低功耗MCU可从BM1050AF的电源脚供电,确保实现低功耗和高速处理所需要的调光性能。另外,ROHM深圳设计中心还在此驱动器和MCU的参考设计基础上,针对各种不同需求,进行客户定制化设计,并获得了用户的好评。

    时间:2020-09-02 关键词: pi rohm pwm 智能照明 issi 智能调光

  • Spansion:需求带动发展,智能调光成新蓝海

      最为全球最大的LED产业聚集区,近几年我国LED产业飞速发展,就广东省来讲,2014年上半年LED产值超过1545亿,未来LED产业前景无限。   快速的发展和高额的利润使资本大量涌入,竞争的激烈慢慢也导致LED产品的同质化加剧,从而让LED市场成为各厂商拼价格的战场。所以要找到LED产业的创新之处,提升产品的使用价值和独特性,已经成为各家厂商不得不面对的严峻问题。   对于现在的人们来讲,LED不单单是一个照明取光的工具,在物联网和大数据等概念爆发之后,LED产品的可靠性、智能性、环保性、甚至互联性,逐渐成为人们优先考虑的因素。当前市场发展的一个趋势是,LED产品已经变成人们体现个人品味和生活品质的重要手段,所以,LED灯具具有良好的调光性变得越发重要。无线控制,多种传感器联动,柔和流畅的调光性能,都能大大增加LED产品的使用价值。“智能照明产品应该是以人为中心,而不仅仅是增加更多的功能模块”Spansion资深市场工程师李冬冬在LED智能照明技术与应用趋势论坛上如是说。 Spansion资深市场工程师李冬冬表示,智能照明产品应该是以人为中心   李冬冬继续说到:“现在已经有很多大小厂商开始做LED智能调光产品,欲切入这块新兴市场,而Spansion的单芯片智能调光方案能为LED厂商提供从硬件到软件的完整解决方案。”Spansion推出的4通道Buck DC/DC LED驱动IC可进行深度调光,扩展光的表现范围,支持DALI,DMX协议,同时还包括蓝牙、传感器、PWM 0至10伏调光接口。众多功能模块集中在这单芯片解决方案上,有效地减小PCB尺寸,减少客户BOM成本,并且用户不用再写软件通信协议,使用户能快速地开发智能照明调光产品。“你只需要像使用阻容元件那样使用S6AL211A就可以了”李冬冬骄傲地说。   Spansion作为全球行业领先的嵌入式市场闪存解决方案厂商,致力于借助智能、创新和节能技术塑造无线连接领域的未来。近期,Spansion宣布加入ZigBee联盟,通过积极参与ZigBee联盟的活动,在开放标准和技术合作方面不懈努力,加速物联网普及,而此次推出的LED智能照明调光方案S6AL211A更显示出Spansion极强的自信。李冬冬表示:“目前大多数智能照明厂商主要是由传统照明厂商转型而来,在硬件他们驾轻就熟,但在软件上优势不大。而Spansion可以通过一套完整的方案对智能LED厂商予以支持,免去其开发软件的负担。”   随着LED智能照明的不断渗透,LED灯具结合WiFi、蓝牙、ZigBee无线通信技术进行控制的需求也会越来越强烈,与智能家居、物联网、大数据结合也会成为重要的发展趋势,智能调光也会得到长远的发展。可以看到,智能调光在未来几年必将大有可为。

    时间:2020-09-01 关键词: 智能照明 led照明 智能调光

  • LED照明驱动技术的现状与未来

     LED照明驱动技术发展到现在,在业界已呈现多种解决方案并行的局面,本文主要讨论可调光的LED照明驱动技术。总结所有可调光解决方案,如果从拓扑结构上分,可以归纳为两级AC/DC转换LED电流驱动方案、单级AC/DC转换LED电流驱动方案、线性AC/DC转换LED电流驱动方案;从调光控制接口上分,可以归纳为切相调光LED电流驱动方案(又称为晶闸管调光LED电流驱动方案)和智能接口调光LED电流驱动方案(主要分为I2C接口调光和PWM接口调光两种),智能接口控制信号又可以分为ZigBee、蓝牙、Wi-Fi芯片的相关接口。综上所述,LED照明驱动技术的相关分类可详见图1。 图1:LED调光拓扑结构和调光控制分类 可调光解决方案的发展 两级AC/DC转换LED电流驱动方案曾经由于良好的性能和无输出电流纹波而被业界所广泛接受,但是这种方案成本太高。在2012年Marvell公司成功推出性能优越的单级AC/DC转换LED电流驱动方案EM8183后,两级AC/DC LED电流驱动方案逐渐被业界所放弃。另一方面,线性AC/DC转换LED电流驱动方案已经在技术领域讨论和在业界存在接近十年之久,这一方案因为其在切相调光时无法克服的电流纹波和闪烁指数而始终没有被业界接受。目前,单级AC/DC转换LED调光电流驱动方案由于其优越的性价比已经成为LED调光解决方案的主流。这里主要讨论单级AC/DC转换LED电流控制的切相调光和智能接口调光解决方案。 单级AC/DC转换电流控制方案 切相调光(晶闸管调光)的关键是LED驱动器在任何工作点都可以提供足够的擎住电流(Latching Current)和维持电流(Holding Current)。足够的擎住电流和维持电流是晶闸管在物理上满足正常工作的条件。在这一基础上,LED驱动器在性能上要保证精确的电流控制、足够的调光器兼容性、平滑的调光曲线、足够宽的调光范围、足够低的闪烁指数等。LED驱动器在可靠性上要保证较高的效率、足够低的热损耗、无突出热点和足够长的产品生命周期。此外,尽量降低LED驱动器工作时的音频噪声也是产品成功的关键之一。在上述这些方面,业界都有很多相关的专利技术。其中Marvel l在这一领域拥有超过70项美国和国际专利保证产品的性能,同时还能保护公司和客户的利益。 作为业界第一个单级AC/DC转换LED电流控制方案,Marvell在2 012年成功推出性能优越的切相调光LED 驱动芯片EM8183。该驱动芯片在业界推出的最初阶段即被LED照明领域的领先企业所接受和采用。EM8183 LED驱动芯片给相关的企业和客户带来了巨大的利益,并推动了照明领域的技术发展和创新,并在切相调光的创新上奠定了其在业界的经典地位。继EM8183之后,Marvell在2014年初又推出了第二代切相调光LED驱动芯片EM8187。该驱动芯片在EM8183的基础上,提高了在调光器兼容性、效率和EMI方面的性能,并降低了系统的成本。EM 8187应用了多项Marvel l专利技术以提高其在兼容性、热损耗控制、效率、调光性能方面的性能。图2是EM8187单级切相调光解决方案的参考电路板图,EM8187需要极少的外围器件,同时提供了整个系统极高的可靠性和卓越的性价比。 图2:单级切相调光系统参考电路板图 图3:单级智能调光系统参考电路板图 智能调光性能逐步提升 在LED智能调光技术方面,现阶段业界也主要选择了性价比优越的单级AC/DC转换驱动方案,而LED智能调光接口的选择主要有I2C接口和PWM接口两种。因为只需要一个接口控制信号,因而PWM接口具有连接简单的特点,这也有利于软件的实现。但是在低端光通量的工作状态下,PWM接口调光方案通常会有阶梯调光的现象,即通常所说的低端阶梯调光问题,这是因为PWM精度不够或硬件软件不够匹配所造成的。I2C接口智能调光需要两个连接信号,I2C智能调光可以达到优越的性能和平滑的低端光效输出。更加重要的是,I2C接口除了调光控制之外,还提供了数据采集和传输的功能,可实现并为LED照明的云端接入提供基本的功能单元。Marvell在2014年1月推出了业界第一个I2C接口单级AC/DC转换驱动方案EM8189。 EM8189 I2C接口单级智能调光解决方案可以达到1%的调光精度、平滑的调光性能、较低的待机功耗

    时间:2014-12-25 关键词: LED 照明 智能调光

  • 基于单片机的红外遥控智能调光调速器的设计

    摘要:设计了一种可以对普通电灯(风扇)进行无级调光(调速)的系统。常用的电视机万能红外遥控器进行操作。通过摇控器上的两个按键进行控制,一个控制设备负载的开与关,一个控制调光(调速)。系统还有自动记忆功能。同时,系统还设有手动按键调节与触摸调节功能。 关键词:无级调光(调速);红外摇控;记忆 0 引言     电子遥控技术已经十分成熟了,它能为我们的生活带来方便。在我们日常生活中,处处都可以见到它的影子。比如:在小汽车上,有遥控电子锁。遥控玩具、空调与电视机也用到了遥控。常见的遥控,一是无线遥控,二是红外遥控。红外是一种不可见光,它介于可见光和微波之间,既有可见光的性质,如:直线传播、反射、折射等,又具有微波的一些特性,如穿透力强。红外线遥控是目前使用最广泛的一种遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,因而,继彩电、录像机之后,在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中,在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用红外线遥控不仅安全可靠而且能有效地隔离电气干扰。     借助于红外线具有的上述特性。利用红外传感器具有灵敏度高、响应速度快和光谱范围窄的特点,同时利用单片机结构紧凑、可靠性高、数据处理能力强、速度快、功耗小、成本低的特点、可以制作灵敏度高、抗干扰能力强、性能优良的红外遥控装置。 1 红外遥控原理     通用的红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作,如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器:接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。发射电路采用普通电视机上所使用的万能遥控器,在其上选择两个电视机不用的按键即可。     由电视机万能遥控器发射红外编码,利用一体化红外接收头接收到红外编码经放大、解调后,再经过单片机软件解码后,驱动相应的I/O口工作,即可完成相应的控制功能。 2 单元模块设计     本系统主要部件包括一体化红外接收传感器、STC89C52单片机系统、调光调速系统,电源电路。 2.1 一体化红外接收传感器电路设计     HS0038是一种应用于遥控接收或其它方面的小型一体化接收头,中心频率为38.0kHz,可改善自然光的反射干扰,独立的PIN二极管前置放大器集成在同一封装上,内部原理见图2。     HS0038环氧树脂封装提供一个特殊的红外滤光器,可防止自然光的干扰,HS0038有着极好的抗自然光的性能,可防止无用脉冲的输出。     将HS0038一体化接收头输出端接在单片机的P3.2口上。一体化红外接收头接收到红外编码经放大、解调后,再经过单片机外部中断0 P3.2口,利用软件对P3.2口上的电平信号进行分析解码即可。 2.2 STC89C52单片机系统     单片机系统为最小应用系统,包括电源电路、晶振电路、复位电路。这里不再作详细介绍。 2.3 调光调速系统     电路由输入缓冲器、锁相环、控制逻辑、亮度记忆、相角指针、数字比较器和输出驱动器组成,见图3。电路的基本工作原理为(以调光为例):人体带电与市电同频,当人体接触触摸片时,经输入缓冲级的削波、放大、整形,成为标准的MOS电平。触摸持续时间大于32ms小于332ms时,控制逻辑部分控制电路呈开关工作状态。当触摸持续时间大于332ms时,控制逻辑部分控制电路呈调光工作状态,输出触发脉冲相位角在41°至159°之间连续周期变化,并根据人眼的感受力,分为快、慢和暂歇三个过程。当触摸结束时,亮度记忆对该时相位角进行记忆,若再施与大于32ms,小于332ms的触摸,电路呈关状态时,相位角仍由该部分记忆,保证电路在下一次开状态时,保持原选定相位角,光源保持原亮度。触发脉冲与市电的同步,由锁相环保证,电路的工作时钟,也均由其产生。同时,电路还具有遥控(即远端触发)功能,和渐睡(即由亮至暗,最后关闭)功能,其延续时间由外电路设置。     利用单片机可对上述电路进行遥控。以调光为例:将上述电路中的开关AN1并联在一个继电器K1常闭触头的两端。利用红外遥控器中的一个按键控制单片机对该继电器进行操作,每按一次该按键,继电器K1接通与关断(时间30ms左右)一次,即可实现对灯的开与关。将AN1两端再并联在另一个继电器K常闭的两端,利用红外遥控器中另一个按键控制单片机对该继电器进行操作,按一下该按键,继电器K2接通(调光中)。再按一下该按键,控制继电器K2关断(调光结束)。这样,就实现了红外遥控调光功能。调速原理与此一致,这里不作赘述。 2.4 电源电路     电源可采用阻容降压法,电路如图4所示,注意电容C5要选择高压电容,电阻R4也需要一定的功率,可选0.5W的碳膜电阻。 3 程序设置     软件设计主要分为主程序、遥控接收解码子程序、继电器驱动程序。利用单片机对红外信号进行快速解码的时候,采用外部中断的方式,中断的触发方式为低电平触发方式,具体的算法为:在外部中断服务程序中,如果起始码和结果码正确,进行解码,否则退出。在解码的时候,等待第一个高电平的到来,即红外遥控引导信号(一个9ms的低电平和一个4.5ms的高电平),然后收集用户码高8位和8位键值反码数据,并存入一个数组中。解码的关键是如何识别“0”和“1”。程序中设计一个0.14ms的延时函数,作为单位时间,对脉冲维持高电平的时间进行计数,并把此计数值存入一个变量中。看高电平保持的时间是几个0.14ms。高电平保持时间必须比0.56ms长些,但又不能超过1.12 ms,否则如果该位为“0”,读到的已是下一位的高电平,因此,在程序中,取0.14×6=0.84ms左右比较合理。     “0”和“1”的具体要求判断由程序中的以下语句判断:     IRCOM[j]=IRCOM[j]>>1;∥计数小于6,收到的是0,数据最高位补0。     if(N>=8){IRCOM[j]=IRCOM[j]|0x80;}∥计数大于等于6,收到的是1,数据最高位补1。     另外当高电平计数为30时(0.14×30=4.2ms),说明有错误,程序退出。     程序流程图见图5。 4 结论     红外遥控调光电路的关键是红外遥控的解码,发射时利用现有的电视机万能遥控,使其有了第二功能。在解码红外信号上,应用了脉冲位置调制(PPM)法。即采集其高低电平宽度的方法,可以还原出信号的各个编码,简化了电路。同时,采用了专用调光调速芯片来控制负载,增强了系统功能、并且能安全、可靠地工作。本设计非常简单的实现了红外遥控信号解码,完成了无级调光与调速功能,效果令人满意。制作好的电路见图6、图7。     源程序:                 总电路图:  

    时间:2013-03-08 关键词: 红外遥控 单片机 调速器 智能调光

  • LED智能调光在商业照明应用中快速增长

    LED照明历经“寒冬”的洗礼,预计2013年将迎来市场爆发期,照明行业已全面进入LED节能时代,这也意味着LED照明行业趋向成熟,行业发展趋向平稳增长。未来LED照明市场增长潜力可见,前景值得期待。 近日,Marell绿色技术产品技术行销总监LanceZheng在2013产业和技术展望媒体研讨会上接受阿拉丁照明的提问曾提到,LED只能调光将在商业照明应用中得到快速增长,“1、随着LED照明价格的下降,预计2014到2015年会呈现指数式增长;2、2012美国照明市场将朝着可调光方向转换;3.、无线LED照明智能控制发展势头迅猛。” 据市场预计,明后两年将是LED照明市场至关重要的时期,各家企业也都纷纷在做一些技术储备和方案备选,以待市场爆发时全力投入。其中,LED智能调光在商业照明应用中有望得到迅猛增长。 “在LED照明应用中,调光技术面临的挑战非常大。”Marvell绿色技术产品技术行销总监LanceZheng表示,当前面临的主要挑战在于LED光源价格在不断下降,但驱动电子技术并没有很大的革新,价格一直居高不下,成本上有压力。其次,由于LED照明多采用电流驱动模式,而现有的调光器多是电压调光,所以在兼容性方面的挑战也相当大。此外,电源的轻薄化趋势也要求LED驱动器要有更小的体积。而作为消费者,LED照明产品需要借助驱动IC调光技术提供给消费者独特的感官体验。 同时,MarvellLED照明大规模应用的挑战:1、成本高居不下;2、现有基础设备的兼容性没有得到大规模的解决;3、受众消费需求多种多样。为应对上述市场发出的挑战,Marvell作为全球领先的存储、通信和消费电子产品解决方案供应商,拥有行业领先的LED驱动芯片和终端只能照明解决方案,在创新LED驱动器电子器件方面进行了长期的研发。LanceZheng透露,目前公司已经开发出创新的混合信号LED驱动架构,可为LED照明应用提供高效率、高功率因数和低谐波,而高级调光技术则确保深度调光以及现有照明架构的兼容性。此外,集成电路(IC)的高集成可降低物料成本,允许使用体积小巧的印刷电路板(PCB)。 此外,Marvell面向改型灯泡家庭市场所研发的88EM8183解决方案,支持宽电压输入以及从几瓦到100瓦的LED输出功率范围。高度集成的88EM8183LED驱动器IC采用了Marvell独特的混合信号架构和先进的调光控制技术,可平滑地实现低至1%LED电流的深度调光,相比之下,同类LED驱动器解决方案一般仅能实现10%至20%的调光。以这种幅度调光,人眼感觉不到光强有很大的变化,因此88EM8183显著提高了性能。这使照明OEM厂商和ODM厂商能极大地减少设计工作,并通过采用一种产品平台的方式,提高运行效率,减少LED灯的SKU编码数量,简化库存管理。 1.采用了先进的调光控制算法,符合美国国家电气制造商协会SSL6(NEMASSL6)调光标准的要求。 2.采用了Marvell独特的原边电流控制方法,该方法无需光耦和有关的反馈电路,同时在很宽的AC输入范围内提供非常高的调节准确度。 3.集成了高压启动电路,以在加电时供电,从而无需外部场效应晶体管(FET)和有关的电源电路。 4.可监视调光器状态,并管理调光器负载,以通过内部的数字内核和模拟电路保持正常工作,从而无需市场上现有解决方案所需的外部调光器泄放电路。 5.通过独特的设计方法,实现了高达90%的效率、高于0.95的功率因数和低于20%的总谐波失真,使照明原始设备制造商和原始设计制造商能轻松超过“能源之星””的要求。 6.针对隔离式和非隔离式LED灯,支持反激式和降压-升压型拓扑。 每一个新兴行业的发展都要经历起步,发展,成熟,衰退的过程,LED智能调光在商业照明中的大范围应用必然需要不断的技术革新,LED室内照明才能走向成熟,商业照明才能破茧而出。

    时间:2013-01-22 关键词: 快速增长 LED 商业照明 智能调光

  • ZigBee实现智能调光系统

    白光LED照明灯的出现,解决了原有灯具发光效率低等缺点,但是,在外界不是特别暗的时候,如果将室内的白光LED灯全部打开,又会造成不必要的电能浪费。因此,本文提出了一种可以根据外界自然光强度变化而自动调整白光LED灯亮度的智能照明系统,并且可通过ZigBee网络进行本地无线开灯或关灯,不仅省时省力、无额外的无线通信费用,而且通过以太网,还可以实现远程监控。   1 整体设计方案    智能调光系统主要为教室、大型办公场所等建筑而设计,因此,以某个教学楼为例,讲述了方案整体设计思路,系统硬件结构图如图1所示。该系统由远程监控机、主监控机、ZigBee网络协调器、ZigBee终端设备、白光LED和光照传感器等部分组成。   工作过程如下:   ZigBee网络协调器组建网络成功后,将ZigBee终端设备加入网络。光敏电阻对室内工作面上的光照强度进行光强采集,将采集的实时光强信号传送给ZigBee终端设备,对检测值和给定值进行对比,调节输出的PWM波占空比,即可调节自光LED的光强;同时,ZigBee终端设备将刚采集的光强信号传送给ZigBee网络协调器,网络协调器通过串口将数据传送给主监控机进行显示;同时,在主监控机上点击一键开灯或一键关灯,可以通过ZigBee网络打开白光LED灯或将其关闭。另外,通过以太网,异地的远程监控机也可以对室内照明灯进行控制、监视。   2 系统硬件部分   2.1 ZigBee网络协调器   系统的硬件核心是CC2430芯片,ZigBee网络协调器和终端节点均由CC2430芯片构成。它是一个真正的系统芯片(SoC)COMS解决方案,可以满足ZigBee为基础的2.4 GHz ISM波段应用,且成本低,功耗小。它包括1个高性能的2.4 GHz直接序列扩频射频收发器核心和1个工业级小巧高效的8051控制器,芯片上集成了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。   ZigBee网络协调器负责ZigBee网络的建立、节点的管理等任务,需要对接收的数据进行处理,以及通过RS 232串口与PC机连接通信。   本系统选择CC2430的UART0作为串口通信接口,其对应的管脚如表1所示。     为了使系统稳定工作,CC2430芯片要求供电电压为3.3 V。为此设计了一种基于AMS1117-3.3的稳压电路,将5 V左右的电压稳定在3.3 V。   CC2430与PC机之间可以通过RS 232通信协议,选用MAX232芯片实现串口电平转换功能。ZigBee网络协调器原理图如图2所示。   2.2 ZigBee终端设备   终端设备硬件结构框图如图3所示。   工作过程如下:将光照检测电路获得的电压信号送给CC2430芯片的A/D转换接口,经过内部编程,通过调节PWM波的占空比来调节白光LED驱动芯片TPS61040输入控制端EN的控制信号,使驱动白光LED灯发光的电流稳定在所需光强。   光敏电阻是一种经济可靠的光电转换器件,利用它的光导效应,当光线照在光敏电阻上时,电阻阻值下降。系统设计采用MG41型光敏电阻。   系统采用恒流驱动电路,使用TI公司的TPS61040芯片。TPS61040开关频率高达500 Hz,由于芯片内部与SW引脚相连的MOSFET是一个低电阻集成电源FET,它有助于实现极高的效率。本文设计的TPS61040白光LED驱动电路如图4所示。该电路可以实现负载断开、过电压保护、PWM调光等功能。   3 系统下位机软件设计   3.1 网络协调器节点设计   本系统的网络协调器有两个任务,一个是与PC机进行通信,互相传送数据;另一个是与其他终端设备进行ZigBee通信,其软件流程图如图5所示。   3.2 终端设备节点设计   终端设备的软件设计包括A/D转换、定时计数器等,其中最主要的是控制光强PWM波占空比设计。   PWM控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。系统采用定时器T4,它是8位定时/计数器,支持输出比较和PWM输出,光强控制策略如图6所示。       光强控制策略如下:   (1)当实际光强大于光强合适区的上限时,调节定时器的寄存器,使得PWM占空比变小,光强变小,逐渐回到光强合适区;   (2)当实际光强小于光强合适区的下限时,调节定时器的寄存器,使得PWM占空比变大,光强变大,逐渐回到光强合适区;   (3)当实际光强在光强合适区中时,由于系统误差的存在,以及人眼对光强小范围的变化不是特别敏感,可以不用调节定时器的寄存器。   4 系统上位机软件设计   监控机系统采用LabVIEW进行编程,它的主体由状态机结构、串口通信部分组成,可以实现一键开灯、一键关灯功能,并且观察光照值。状态机功能列表如表2所示。     通信串口设置主要用于设置PC机与网络控制器的串口通信参数,包括串口端口的选择、波特率、奇偶检验位、数据位和停止位等。   为了使系统运行安全可靠,还设计了安全登录子系统,即只有先登录该系统才能完成整个系统的监控。登录程序如图7所示。     最后,将主监控机设置为服务器系统,通过网站技术可以让接入以太网的PC机通过远程登录到该服务器。这样,就可以远程监控整个系统的运行。   5 结语   用手遮挡光敏电阻来模拟室内光线变暗,白光LED的亮度变强;手移开,白光LED亮度变暗。将系统的调节频率提高后,可以实现无级调光,并在上位机上监控运行状况。  

    时间:2011-08-11 关键词: 系统 Zigbee 智能调光

  • 基于ZigBee技术的智能调光系统

      能源危机正在威胁着人类,要想可持续发展,节能环保势在必行。一直以来,千家万户的照明灯都是用白炽灯和荧光灯,但是它们的发光效率低,造成了大量的电能浪费。白光LED照明灯的出现,解决了原有灯具发光效率低等缺点,但是,在外界不是特别暗的时候,如果将室内的白光LED灯全部打开,又会造成不必要的电能浪费。因此,本文提出了一种可以根据外界自然光强度变化而自动调整白光LED灯亮度的智能照明系统,并且可通过ZigBee网络进行本地无线开灯或关灯,不仅省时省力、无额外的无线通信费用,而且通过以太网,还可以实现远程监控。 1 整体设计方案     智能调光系统主要为教室、大型办公场所等建筑而设计,因此,以某个教学楼为例,讲述了方案整体设计思路,系统硬件结构图如图1所示。该系统由远程监控机、主监控机、ZigBee网络协调器、ZigBee终端设备、白光LED和光照传感器等部分组成。     工作过程如下:     ZigBee网络协调器组建网络成功后,将ZigBee终端设备加入网络。光敏电阻对室内工作面上的光照强度进行光强采集,将采集的实时光强信号传送给ZigBee终端设备,对检测值和给定值进行对比,调节输出的PWM波占空比,即可调节自光LED的光强;同时,ZigBee终端设备将刚采集的光强信号传送给ZigBee网络协调器,网络协调器通过串口将数据传送给主监控机进行显示;同时,在主监控机上点击一键开灯或一键关灯,可以通过ZigBee网络打开白光LED灯或将其关闭。另外,通过以太网,异地的远程监控机也可以对室内照明灯进行控制、监视。 2 系统硬件部分 2.1 ZigBee网络协调器     系统的硬件核心是CC2430芯片,ZigBee网络协调器和终端节点均由CC2430芯片构成。它是一个真正的系统芯片(SoC)COMS解决方案,可以满足ZigBee为基础的2.4 GHz ISM波段应用,且成本低,功耗小。它包括1个高性能的2.4 GHz直接序列扩频射频收发器核心和1个工业级小巧高效的8051控制器,芯片上集成了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。     ZigBee网络协调器负责ZigBee网络的建立、节点的管理等任务,需要对接收的数据进行处理,以及通过RS 232串口与PC机连接通信。     本系统选择CC2430的UART0作为串口通信接口,其对应的管脚如表1所示。     为了使系统稳定工作,CC2430芯片要求供电电压为3.3 V。为此设计了一种基于AMS1117-3.3的稳压电路,将5 V左右的电压稳定在3.3 V。     CC2430与PC机之间可以通过RS 232通信协议,选用MAX232芯片实现串口电平转换功能。ZigBee网络协调器原理图如图2所示。 2.2 ZigBee终端设备     终端设备硬件结构框图如图3所示。     工作过程如下:将光照检测电路获得的电压信号送给CC2430芯片的A/D转换接口,经过内部编程,通过调节PWM波的占空比来调节白光LED驱动芯片TPS61040输入控制端EN的控制信号,使驱动白光LED灯发光的电流稳定在所需光强。     光敏电阻是一种经济可靠的光电转换器件,利用它的光导效应,当光线照在光敏电阻上时,电阻阻值下降。系统设计采用MG41型光敏电阻。     系统采用恒流驱动电路,使用TI公司的TPS61040芯片。TPS61040开关频率高达500 Hz,由于芯片内部与SW引脚相连的MOSFET是一个低电阻集成电源FET,它有助于实现极高的效率。本文设计的TPS61040白光LED驱动电路如图4所示。该电路可以实现负载断开、过电压保护、PWM调光等功能。 3 系统下位机软件设计 3.1 网络协调器节点设计     本系统的网络协调器有两个任务,一个是与PC机进行通信,互相传送数据;另一个是与其他终端设备进行ZigBee通信,其软件流程图如图5所示。 3.2 终端设备节点设计     终端设备的软件设计包括A/D转换、定时计数器等,其中最主要的是控制光强PWM波占空比设计。      PWM控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。系统采用定时器T4,它是8位定时/计数器,支持输出比较和PWM输出,光强控制策略如图6所示。     光强控制策略如下:     (1)当实际光强大于光强合适区的上限时,调节定时器的寄存器,使得PWM占空比变小,光强变小,逐渐回到光强合适区;     (2)当实际光强小于光强合适区的下限时,调节定时器的寄存器,使得PWM占空比变大,光强变大,逐渐回到光强合适区;     (3)当实际光强在光强合适区中时,由于系统误差的存在,以及人眼对光强小范围的变化不是特别敏感,可以不用调节定时器的寄存器。 4 系统上位机软件设计     监控机系统采用LabVIEW进行编程,它的主体由状态机结构、串口通信部分组成,可以实现一键开灯、一键关灯功能,并且观察光照值。状态机功能列表如表2所示。     通信串口设置主要用于设置PC机与网络控制器的串口通信参数,包括串口端口的选择、波特率、奇偶检验位、数据位和停止位等。     为了使系统运行安全可靠,还设计了安全登录子系统,即只有先登录该系统才能完成整个系统的监控。登录程序如图7所示。     最后,将主监控机设置为服务器系统,通过网站技术可以让接入以太网的PC机通过远程登录到该服务器。这样,就可以远程监控整个系统的运行。 5 结语     经过测试,该系统可以满足功能方面的需求,用TI的SmartRFStudio信号测试软件在对ZigBee模块无线收发与数据传输可靠性的测试时,结果比较好。在20多米的有障碍空间中,使得CC2430工作在最强发射功率下,可以比较稳定传输数据,这符合ZigBee的理论值。     用手遮挡光敏电阻来模拟室内光线变暗,白光LED的亮度变强;手移开,白光LED亮度变暗。将系统的调节频率提高后,可以实现无级调光,并在上位机上监控运行状况。

    时间:2011-03-31 关键词: 系统 Zigbee 智能调光

发布文章

技术子站