專用MCU滿足LED應用市場

在發光二極體中添加智能功能（led）照明應用需要固定功能LED將驅動器轉換為微控製器（MCU）或程式架構（Programmable Architecture）。對於需要先進功能的應用，使用MCU它可以實現許多智能功能，如高原調光控製（NaTIve Dimming Control）、專業混色（Specialized Color Mixing）、適應照明控製（AdapTIve LighTIng Control）及遠端連結（Remote ConnecTIvity）。

對於照明應用，電力電子（Power Electronics）產品專用的MCU它甚至可以有效地控製燈具的供電，以滿足成本效益，並進行照明控製和通信。就像許多現代電子產品的趨勢一樣，數字控製打開了更多的彈性空間，為照明產品帶來了新的智能功能和差異。

專用MCU滿足LED應用市場

經過快速發展，照明行業如今已經發展起來LED技術顯示出許多好處。然而，不同類型的技術LED照明應用，由於支持的功能不同，也有很大的差異。其中，住宅的應用包括燈泡更換和關鍵照明（Accent Lighting）一般來說，隻需點亮一兩個小範圍的室外照明LED但是這個市場有成本壓力，所以高級控製並不常見。至於商業應用，包括熒光燈安定

器（Fluorescent Ballast）、燈泡更換和關鍵照明也隻需點亮一兩個LED燈串，也受成本考慮的限製，這個市場有很高的節能意識；而高級應用則需要遠端連接和智能控製器功能。

此外，娛樂應用還包括高級顯示器和情境照明（Mood Lighting）。對於數字尋址照明介麵，完整的強度控製和一致的顏色質量非常重要（DALI）或DMX-512之類的業界標準通訊協定，遠端連結與支援也相當重要。室外及基礎建設則包括街道照明、工廠與辦公大樓照明等應用，此一市場的設備一般有為數眾多的LED，許多燈串必須得到支持，其中亮度高LED也很常見，這些應用程序需要遠端連接和高智能控製器。

降低係統建設成本 MCU實現高彈性LED照明

最簡單的LED使用照明係統LED可直接控製這些固定功能裝置LED，而且成本相當低。一般來說，這些設備可以在沒有軟程序設置的情況下達到良好的能源效率。在最壞的情況下，開發人員必須多次計算，選擇所需的驅動器或確定電路板元件的配置值。

雖然LED驅動器可以直接使用，但對於更先進的係統來說，不足。支持不同類型的支持LED(如高瓦數或不同顏色)，或不同LED燈串配置可能需要使用不同的解決方案。事實上，係統的任何變化（如燈串）LED數量和燈串數量都可能改變驅動器。因此，高原設備製造商（OEM）大多數照明產品可能需要獨特的類比驅動器。對於大型係列產品，這會增加OEM或者供應商的庫存項目數量可能導致經濟規模下降或設備成本增加。

另一方麵，智能控製器可以使開發人員建立更靈活的照明係統。MCU在係統中，可以設置程式碼來支持各種程序LED、獨特的功率級需求，不同的燈串長度和不同數量的燈串，而不需要大大改變硬體。係統還可以設計自動檢測需要驅動什麽LED。MCU係統的可編程特性還可以實現高級調光和定序功能，提供高級照明場景控製和自動照明亮度。

彈性的數字控製可以使OEM單個控製器可以設計和控製各種產品。因為控製器IP可重複使用，因此也可大幅減少設計投資；彈性的控製器亦可減少庫存的裝置數目，同時透過更大的規模經濟降低整體係統成本。

實現智能LED照明 數字控製功不可或缺

這些轉換階段必須準確、靈活地控製。則須要精準、靈活地控製這些轉換階段。

1 智能LED照明係統包括電源轉換，LED 控製和通信三個主要階段

智能控製器在每個主要階段都需要保持效率和功能。使用固定功能的類比可能需要個別功能PFC、DC-DC、LED通信控製器。但是，使用特殊的電源電子產品MCU通過高度集成，可以降低燈具供電部件的成本。在效率、電源優化、通信連接港充足的情況下，單一MCU可控製照明係統功率級、LED三大部分的潛力，如照明控製和通信。MCU數位整合功能，照明係統可以減少許多不必要的部件，並利用中央程序平台協調智能照明係統的三個主要階段。

盡管數字電源控製也能提高動態係統的轉換效率。LED效率高於傳統照明設備，運行和能源成本相對降低，但並非全部LED係統完全相同。當調光、改變顏色輸出或以任何方式調整亮度輸出時，數字電源控製可以使數字電源控製LED照明係統的功率級達到更高的效率。同樣在固定照明的情況下，MCU還可以通過更先進的功率級設計提高操作效率。這種效率提升對終端用戶很有吸引力，兩個在其他方麵都是一樣的LED就係統而言，差異值得突出。

例如，假設一個城市計劃更換2000盞路燈，在比較兩種型號時，效率達到10%的差異（2）。值得注意的是，高效係統的係統輸入電源為178瓦（W），低效係統需要200瓦才能達到相同的160瓦照明輸出。相當於每年節約10%的能源成本。僅是電源供應的能源效率就相當於節約33726美元，遠高於LED係統節省的成本。

2 電源的數位控製可以達到比類比係統更高的轉換效率，節省更高的成本LED技術。在這個例子中，10%的效率差異相當於每年節約10%的能源成本，僅從電源供應的能源效率計算就相當於節約33726美元。這種效率對終端用戶很有吸引力，對其他兩部分都是一樣的LED就係統而言，它是關鍵差異。

靈活修正顏色和亮度 MCU提升LED照明品質

對於商用照明及娛樂照明等多項應用而言，照明品質相當重要。品質在此是指能夠輸出一致的亮度和色彩之能力。然而，製造變異（Manufacturing Variation）、影響溫度和老化的三個主要因素LED效能。

另外，每批LED輸出可能會有很大的不同。使用同一批次LED單個設備的質量可以保持穩定。但是，如果同一產品線的設備使用不同批次的設備LED，由於製造變化，照明質量可能會有所不同。如果兩個設備相鄰安裝，可能會有明顯的差異和不可接受的照明質量。通過智能MCU，為了彌補任何差異，可以調整係統。因為這是用軟件做的，因此，當產品必須保持一致時，可以在製造過程中進行有效的調整程序。

隨環境溫度的變化，LED輸出也會發生變化。因此，係統必須能夠用傳感器檢測環境溫度。MCU必須能夠讀取傳感器並進行調整LED驅動，靈活修正顏色和亮度。由於溫度檢查隻需要定期進行，因此該功能的常費用相當低。

此外，MCU如果係統能可以監控自己的安全運行；LED當溫度超過特定臨界值時，照明控製器可以降低亮度或關閉燈串，並通知操作人員遠程出現問題。過熱會導致LED提前老化，導致照明輸出減少。LED其使用壽命可延長，不超過特定溫度。

當LED在老化的同時，質量也會受到影響，導致顏色配置的變化。例如，紅光LED比藍光壽命長LED特定電源輸出或脈衝寬度調變短（PWM）頻率產生的顏色會隨著時間的推移而變化。智能控製器可以解決老化問題，修改顏色配置，以維持LED使用壽命期間係統照明效果一致。

管理質量和技術也可以提高安全性和效率。例如，在大雨期間，根據環境光調整照明可以提前點亮一些區域的路燈；如果環境光充足，照明可以變暗，以減少電源消耗。通過使用各種傳感器和遠程連接，LED照明應用的安全性和效率可以大大提高。例如，交通標誌或特定路燈的傳感器可以在深夜監控交通狀況。如果交通很忙，網絡可以點亮比平時更多的路燈。

智能LED控製器不僅提高照明品質，還擁有調光及色彩混合等其他功能。在評估照明的使用方式後，如不需要完整的亮度，即可將個別燈光關閉或調暗。例如，在倉庫中，工人可能分散在不同的空間作業，此時使用人體感測器，即可將正在使用的空間點亮，如果同一時間隻有50%的樓層使用中，即可將其餘的燈光關閉，節省一半的能源。

再以2號路燈為例。由於深夜交通流量的減少，大多數路燈的亮度可以變暗。如果使用與通信網絡相匹配的動作傳感器，路燈可以根據實際交通需要打開或關閉。如果路燈關閉時間達到25%（3），則可節省25%的能源，即68美元和218美元。在這種情況下，通過電源供應效率和智能運行，係統每年可節省多達101美元和844美元，約33%。

3 在評估照明的使用方式後，如果不需要完整的亮度，可以關閉或調暗個別照明。例如，使用人體傳感器可以點亮目前需要使用的燈。例如，如果路燈關閉時間達到25%，則可節省25%的能源（68美元和218美元）。對於此應用程序，通過電源供應效率和智能操作，係統每年可節省多達101美元和844美元，約33%。