LED技術發展主流趨勢
發布時間:2013-04-28 責任編輯:felixsong
【導讀】LED照明以其光效高、能耗低、壽命長、光衰小等優點,逐步取代白熾燈,被廣泛應用於各個領域。隨著時間推移,市場也對LED提出了新的挑戰,智能照明、環境感光設計以及智能模塊化已經成為LED發展的主流趨勢。
LED照明以其光效高、能耗低、壽命長、光衰小等優點,逐步取代白熾燈,被廣泛應用於各個領域。隨著時間推移,市場也對LED提出了新的挑戰,智能照明、環境感光設計以及智能模塊化已經成為LED發展的主流趨勢。
LED照明的進展及中國政策動向
目前,LED的特性得到了大幅改善,LED筒燈和改裝燈泡已經擁有比現有技術(白熾燈、鹵素燈和緊湊型熒光燈)更高的光效;預計未來幾年LED成本將持續下降,可降低LED燈泡及燈具的成本;與2010年的研究相比,LED價格已經加速下降(每年下降13%至24%)。
在政策方麵,許多國家出台政策鼓勵LED照明產業發展。例如,中國國家發改委近期發布了《半導體照明節能產業規劃》,規劃到2015年LED功能性照明產品市場占有率達20%以上,LED照明節能產業產值年增長30%左右,2015年產值達4,500億人民幣(720億美元);而且,到2015年60W以上普通照明用白熾燈泡將全部淘汰。
通用照明LED驅動器的挑戰
通用照明功率範圍寬,LED通用照明包括:住宅(3W–15W),如800lm的60WA-19燈泡;商業及建築物裝飾照明(15W–75W),如2,800 lm的4英尺長T8燈管;戶外及基礎設施(75W–250W),如13,000lm的150W金鹵燈。
這些LED驅動器遇到了許多挑戰:能效至關重要,因為固定燈泡形狀可導致散熱受限;燈泡內的空間有限,需要更大散熱片麵積的較大功率燈泡尤為如此;LED正在迅速變化,有了眾多的選擇;必須減少驅動器電子電路的構成材料來增加剩餘空間;驅動器需要優化,以配合不同照明及功率要求。

圖1:LED驅動器的挑戰
LED“智能照明”透視
此外,LED的特性決定了可以實現“智能照明”的優勢,因為LED易於控製及調光;電子電路可增加多種新功能,如內置占用情況(occupancy)傳感器、根據環境光來調整亮度來省電、無線接口無須改變開關或線纜;省電技術以及便利及安全。但是,“智能”照明要求AC-DC LED驅動器IC的設計必須能夠輕易配合模擬及數字(PWM)調光;采用低能耗無線接口,如IrDA紅外、ZigBee及低能耗藍牙(Bluetooth LE);無線控製標準就位,如ZigBee Light Link;易於使用器件來測量環境光,並檢測人類活動(如使用無源紅外傳感器)。

圖2:“智能照明”優勢
安森美半導體最新推出的的NCL30082 LED驅動器配備智能調光接口,能以單個控製引腳進行模擬調光、數字調光或同時模擬與數字調光,也能夠關閉驅動器,易於連接模擬傳感器或MCU通用輸入/輸出端口(GPIO),寬調光範圍為0-100%。

圖3:智能調光
相關閱讀:
LED驅動電源知識集錦,看你知道多少
http://0-fzl.cn/power-art/80020719
大功率LED射燈智能照明係統設計
http://0-fzl.cn/opto-art/80011724
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用於調光控製的傳感器是占用情況傳感器,能確定照明區域是否有人,用於房間入口或出口的省電、安an全quan照zhao明ming控kong製zhi。大da多duo數shu典dian型xing傳chuan感gan器qi使shi用yong無wu源yuan紅hong外wai檢jian測ce器qi,其qi它ta傳chuan感gan器qi選xuan擇ze包bao括kuo超chao聲sheng波bo及ji運yun動dong傳chuan感gan器qi。矽gui光guang傳chuan感gan器qi能neng用yong於yu多duo種zhong應ying用yong,測ce量liang環huan境jing光guang來lai采cai集ji日ri光guang。光guang傳chuan感gan器qi也ye可ke用yong於yu通tong過guo感gan測ce燈deng具ju光guang輸shu出chu來lai控kong製zhiLED照明。其原理是采用無源紅外(IR)係統來檢測是否存在受體。

圖4:無源紅外(IR)係統
利用環境光傳感器(ALS)可對光敏感的矽光電二極管區域進行信號處理及控製,模擬或串行通信接口(I2C或SPI)及中斷MCU連接。

圖5:環境光傳感器的作用
huanjingguangchuanganqijishucaiyongdaiyouguangchuangdezhuanmenbiaomiantiezhuangfengzhuang,keyidingzhiguanglvboqilaiyouhuazhenduitedingbochanghuosewendeguangxiangying。qishejitigongleleisirenyandeguangxiangying,kezhenduiyingguangdengxiangyingjinxingyouhua,lvchu50/60Hz紋波。
在“智能照明”中,環境光傳感器可以配合戶外(黃昏/黎明)以及室內(日光采集)來調光,因而節省能源;閉環控製LED光源可以調節不同的溫度及時間條件下的特定光輸出;帶LED輸出光反饋的恒定光輸出調節能夠節省及延長驅動器的使用壽命。
在安森美半導體和其它廠商的努力下,智能燈泡及LED模塊即將出現。傳統“插座”限製了LED的優勢,新方案能解決熱管理、光學及模塊化/替代問題;驅動器可以集成或者外置,使專有方案轉向標準化(Zhaga)。
由於國際和國內對LED的巨大需求,LED照明也正在飛速發展,智能照明、環境感光設計以及智能模塊化已經成為LED光源發展的趨勢之一,至關重要的是根據LED選擇及設計來選擇能為同類燈泡替代應用使用的多種驅動器拓撲結構。另外,燈泡設計及係統成本受機械、光學設計及驅動器拓撲結構折中取舍的影響。
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