智能綠色LED照明技術與應用
3.2 傳感器接口芯片
相對于傳統(tǒng)白熾燈與氣體放電光源,LED容易控制,非常適合與各類傳感器結合,實現(xiàn)智能控制,如使用傳感器來決定何時燈光應該打開、關掉或根據(jù)環(huán)境情況調整為合適的光亮。圖5所示是傳感器在智能綠色LED照明中應用圖,超聲波、紅外線、聲敏、微波傳感器接人外部信息,再傳給微處理器。傳感器在LED的應用中要解決的關鍵技術有:
?。?)低功耗/微功耗的待機電源;
?。?)有效的干擾濾波算法和智能化控制;
(3)微功耗傳感器模塊、微處理器、網(wǎng)絡通信模塊。
以上都需要新型低功耗Ic的支持,是芯片研究的主要內(nèi)容之一。
良好的傳感器接口芯片可以大大簡化傳感器系統(tǒng)的設計,使傳感器能直接接收輸人信號并執(zhí)行激勵、補償、限幅和線性化工作,并以工程單位(標準波特率)通過一對串行口輸出數(shù)據(jù)。由于絕大多數(shù)傳感器產(chǎn)生的是低電平微弱信號,因此它們對來自周圍環(huán)境中的干擾非常敏感,而且常常是非線性的,這就要求傳感器接口芯片首先對信號進行預處理(放大、濾波、線性化)。傳感器接口芯片主要由A/D轉換、多工器(MUX)、可編程增益放大器(PGA)、電壓基準(REFERENCE)、激勵源(EXCITATIONS)、嵌入式微處理器(MICROPROCESSOR)、存儲器(RAM、E2PROM)等單元組成。
3.3 無線收發(fā)芯片
在現(xiàn)在LED顯示屏中,可以加入無線控制技術,通過用戶遠程輸人信息,再通過無線發(fā)射系統(tǒng)發(fā)送信號,在LED顯示屏終端接收發(fā)送過來的信號,再將信息顯示在LED顯示屏上,在這一系列控制中,關鍵是要開發(fā)無線收發(fā)芯片,為LED顯示屏在無線控制上提供可靠的技術保障。目前在LED路燈照明中.已將ZigBee無線技術運用于其中,結合嵌入式系統(tǒng),針對城市路燈控制系統(tǒng)現(xiàn)狀和節(jié)能及精確控制的實際需求,提出的無線組網(wǎng)、單點控制解決方案。具備低功耗、遠距離、無線靈活組網(wǎng)、抗干擾、燈具故障自檢等優(yōu)點,可為廣大路燈控制設備廠商提供定制的無線配套產(chǎn)品。
3.4 LED驅動芯片
LED照明是一個系統(tǒng)級的工程,包括LED燈珠、LED驅動電源、LED照明燈具等組成部分。LED驅動IC是LED驅動電源的核心,是實現(xiàn)LED照明必不可少的一部分。目前出臺的一些標準對于LED路燈電源功率因數(shù)和轉換效率有更高的要求。主要包括:在更寬的輸人電壓范圍內(nèi)能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓,在全負載范圍內(nèi)能高效率工作,以及體積更小,功率密度更高等。
同時,LED照明驅動電路要求應用線路簡約也急需要新的拓撲結構的LED恒流驅動芯片.例如更加適合原邊控制技術、源極驅動技術的芯片。另外,在以往的LED驅動電路中存在電解電容器壽命和驅動電路元器件多等問題,電解電容器的存在影響了整個系統(tǒng)的整體壽命,元器件多使電路的成本增長。HvLED可以很好的解決上述問題,同時它具有導通電流小、工作電壓高、容易散熱和易于市電驅動等優(yōu)點。HVLED正在成為與LVLED并駕齊驅進入室內(nèi)照明海量市場有競爭力的新寵。研發(fā)專門針對HvLED的驅動芯片非常必要,有一款正在開發(fā)針對HVLED的恒流驅動芯片,可以根據(jù)輸入電壓的不同讓不同個數(shù)的LED分段點亮,使整個系統(tǒng)具有很好的功率因數(shù),很好的效率和光效。整個應用電路簡潔無需電解電容器和電感器嘲。
4 結束語
隨著未來幾年LED照明的增長與普及,LED的高效率將會降低整個地球的能源消耗和照明成本,LED也開啟了許多新的照明發(fā)展機遇。這些是普通燈具所不可能實現(xiàn)的,它將充分結合智能微控制器、傳感器來確保我們“聰明”地使用能源智能綠色LED照明的關鍵技術之一是集成電路芯片設計技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。北京大學上海微電子研究院在智能綠色LED照明領域進行了深入研究,針對不同的應用場合研發(fā)了一系列專用集成電路和系統(tǒng)方案,涵蓋LED景觀/燈飾照明、室內(nèi)中小功率LED照明、戶外大功率LED照明、智能化控制網(wǎng)絡軟件與硬件研發(fā)等多個方面,爭取為智能綠色LED技術發(fā)展做出應有的貢獻。
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