摘 要： LED照明正在快速发展，智能照明、环境感光设计以及智能模块化已经成为LED光源发展的趋势之一。本文阐述了LED通用照明的相关情况和LED“智能照明”的市场发展。
关键词： LED 通用照明 智能照明
时至今日，虽然荧光灯及紧凑型荧光灯(CFL)可以节约一定能源，但所使用的汞引发了越来越多的顾虑。据不完全统计，美国的垃圾填埋场每年处理6亿个荧光灯，相当于15,000千克的汞废料；而一茶匙量的汞就可以污染81,000m2的湖水。因此，业界越来越将目光转向更环保的高能效LED照明。
一、通用照明LED驱动器的挑战
通用照明功率范围宽，LED通用照明包括：住宅(3 W ~ 15 W)，如800 lm的60 W A-19灯泡；商业及建筑物装饰照明(15 W~ 75 W)，如2,800 lm的4英尺长T8灯管；户外及基础设施(75 W ~ 250 W)，如13,000 lm的150 W金卤灯。
这些LED驱动器遇到了许多挑战（见图一）：
（一）能效至关重要，因为固定灯泡形状可导致散热受限；
（二）灯泡内的空间有限，需要更大散热片面积的较大功率灯泡尤为如此；
（三）LED正在迅速变化，有了众多的选择；
（四）必须减少驱动器电子电路的构成材料来增加剩余空间；
（五）驱动器需要优化，以配合不同照明及功率要求。
图一 LED驱动器的挑战
LED驱动器的挑战还有：
（一）LED配置(LED数量/驱动电流)影响拓扑结构的选择；
（二）灯泡类型影响散热片设计，并极大地影响系统选择，如能效目标、可用空间；
（三）影响选择隔离或是非隔离拓扑结构的因素包括：LED选择、安规、机械设计专知及技术；
（四）LED制造商快速创新，推出新的LED配置及设计(高压LED/多LED封装)。
二、LED“智能照明”透视
此外，LED的特性决定了可以实现“智能照明”的优势（见图二），因为LED易于控制及调光；电子电路可增加多种新功能，如内置占用情况(occupancy)传感器、根据环境光来调整亮度来省电、无线接口无须改变开关或线缆；省电技术以及便利及安全。但是，“智能”照明要求AC-DC LED驱动器IC的设计必须能够轻易配合模拟及数字(PWM)调光；采用低能耗无线接口，如IrDA红外、ZigBee及低能耗蓝牙(Bluetooth LE)；无线控制标准就位，如ZigBee Light Link™；易于使用器件来测量环境光，并检测人类活动(如使用无源红外传感器)。
图二 “智能照明”的优势
NCL30082 LED驱动器配备智能调光（见图三）接口，能以单个控制引脚进行模拟调光、数字调光或同时模拟与数字调光，也能够关闭驱动器，易于连接模拟传感器或MCU通用输入/输出端口(GPIO)，宽调光范围为0~100%。
图三 智能调光
用于调光控制的传感器是占用情况传感器，能确定照明区域是否有人，用于房间入口或出口的省电、安全照明控制。大多数典型传感器使用无源红外检测器，其它传感器选择包括超声波及运动传感器。硅光传感器能用于多种应用，测量环境光来采集日光。光传感器也可用于通过感测灯具光输出来控制LED照明。其原理（见图四）采用无源红外(IR)系统来检测是否存在受体。
图四 无源红外(IR)系统
利用环境光传感器(ALS)可对光敏感的硅光电二极管区域进行信号处理及控制，模拟或串行通信接口(I2C或SPI)及中断MCU连接。
图五 环境光传感器的作用
环境光传感器技术（见图五）采用带有光窗的专门表面贴装封装，可以定制光滤波器来优化针对特定波长或色温的光响应。其设计提供了类似人眼的光响应，可针对荧光灯响应进行优化，滤除50/60 Hz纹波。
在“智能照明”中，环境光传感器可配合户外(黄昏/黎明)及室内(日光采集)来调光，因而节省能源；闭环控制LED光源可调节不同温度及时间条件下的特定光输出；带LED输出光反馈的恒定光输出调节能节省及延长驱动器的使用寿命。
三、结论
LED照明正在快速发展，智能照明、环境感光设计以及智能模块化已经成为LED光源发展的趋势之一，至关重要的是根据LED的选择及设计来确定替代同类灯泡使用的多种驱动器拓扑结构。另外，灯泡设计及系统成本受机械、光学设计及驱动器拓扑结构折衷取舍的影响。即将出现的智能LED灯泡及LED照明引擎方案有助于实现下一代LED照明设计。