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發(fā)光二極管一直以來都被當作低成本的指示燈用在各種電子產品上。目前，它們已經成為強大的光源，可用于室內照明、標識牌、顯示屏和裝飾照明應用。與白熾燈和熒光燈相比，由于產生相同亮度所消耗的能量要小得多，LED的地位正在日益攀升。能源是本世紀最為熱門的話題之一，而且會很快成為世界各地設計人員需要考慮的最重要問題之一。
對燈具制造商而言，使用LED具有諸多優(yōu)勢。不過，試圖盡早趕上LED浪潮的廠商數(shù)量也不少，因此產品的差異化非常重要。另外，當能耗和人力成本成為設計需要考慮的主要問題時，大型照明設備也幾乎需要“智能化”。讓燈具具備與“母”控制器通信、監(jiān)測自身狀況、根據(jù)監(jiān)測結果調整工作模式、在失效后能夠進入安全狀態(tài)的能力等都是對新一代LED燈具的期望。本文將探討部分適合于LED燈具的“智能化”選擇及其實現(xiàn)步驟。
輸入低電壓閉鎖：
LED驅動系統(tǒng)的輸入電壓一般是直流電壓。電源由離線的AC-DC轉換器或者總線提供。除了為LED驅動器供電，電源還用于為系統(tǒng)中的控制器供電（需先轉換為適合控制器使用的5V或者3.3V電壓）�？刂破麟娫匆话阍O計為當輸入電壓略高于要求的輸出電壓時，就開始工作。比如，5V的調節(jié)器會在輸入電壓達到6-7V時就開始工作。不過，這個電源的穩(wěn)態(tài)可以是為由5-6個LED構成的LED串、每串電流為1A供電的24V電源。一旦控制器加電，控制器就會假定電源可用并開啟LED驅動系統(tǒng)（假設其配置如此），隨后LED驅動系統(tǒng)將試圖進入正常工作狀態(tài)。如果此時輸入的電壓只有10V，要求電源提供的電流將遠遠大于穩(wěn)態(tài)下的電流，系統(tǒng)將由于這種瞬發(fā)的電流突增而崩潰。這種超額電流需求也會超出線纜、連接器和輸入電源其他組件的額定承受能力，可能導致系統(tǒng)永久損壞。
為了避免發(fā)生這種情況，系統(tǒng)應具有“低壓閉鎖”功能。采用的硬件是電阻分壓器，可以逐步把輸入電壓降低到控制器的輸入可以承受的范圍。輸入在內部與比較器相連�？刂破鳎ü碳┑膭幼鲬撛O計為只有輸入電壓超過正常工作的閾值時，電源部分才會啟用。另外，并非比較器一開啟，電壓系統(tǒng)就馬上啟動。固件應對比較器的輸出進行輪詢，檢查這種狀態(tài)是否一致（因為比較器是組合邏輯電路的組成部分），然后再啟動電源系統(tǒng)。
負載（LED）監(jiān)測：
這里的負載具有經過LED且受調整的恒定電流。雖然電流調整系統(tǒng)已經在監(jiān)測負載，這里的目的是確保有合適的負載電流流過。LED易于損壞，特別是在開路或者短路發(fā)生的時候。導致這些類型故障的原因包括線纜松動、連接器松動、PCB組裝問題，等等。通道出現(xiàn)短路會導致MOSFET損壞（起開關作用）。鑒于這些系統(tǒng)的功率，在出現(xiàn)故障的情況下，會導致大電流的出現(xiàn)，并釋放大量熱量。為了保護系統(tǒng)及其周邊免受故障的不良影響，控制器應具備實時監(jiān)控負載狀況的能力。
我們不妨考慮開路情況，其中供電流流經的路徑不存在。如果讓電流調整系統(tǒng)自行處理，它會讓開關（MOSFET）一直開著，以試圖讓電流流往指定的地方。但這樣不會解決問題。類似的，在出現(xiàn)電流不受控制地突增的短路情況下。反饋系統(tǒng)會試圖關閉開關，但如果MOSFET已經損壞，它不會對這些控制信號做出響應，問題同樣無法解決。
智能化的LED燈具應該能夠檢測這些狀況，并將系統(tǒng)置于可以安全避免故障導致不良后果的狀況。實現(xiàn)這種目標的其中一種方法是強制熔斷保險絲，從而切斷整個系統(tǒng)的電源。另一種方式是向“母”控制器發(fā)出某種信號，或者停止向“母”控制器發(fā)出某種信號，以指示故障狀況。為此，系統(tǒng)必須能夠首先監(jiān)測負載電流或者電壓值。為測量電流，在LED線路中引入了一個電流感應電阻，并將其兩端的電壓（在放大后）輸入ADC。ADC的數(shù)字輸出受處理器監(jiān)控，并根據(jù)測得的電流值采取相應的行動。例如，如果通過LED的電流為500mA，但ADC只測得10mA，就可以視為出現(xiàn)故障�？刂破麟S即向“母”控制器發(fā)出信號，啟動“熔斷保險絲”電路，強行熔斷保險絲。
在諸如升壓電路這樣的電路中，存在著一個大容量電容器，故持續(xù)監(jiān)控負載的電壓非常重要。在升壓系統(tǒng)正常工作的條件下，大容量電容器在開關斷開的周期內充電，在開關閉合的周期內放電。如果負載出現(xiàn)開路，電容不會放電但充電仍在繼續(xù)。如果置之不理，電容兩端的電壓會迅速升至很高，可能導致MOSFET這樣的零件損壞。如果在連接松弛的情況下突然閉合電路，過充電的電容會在短時內造成過大電流通過負載，這樣可能永久地損壞LED。
大容量電容兩端接上電阻分壓網絡，可以把輸出電壓降至微控制器可以處理的范圍。信號隨之輸入到比較器，比較器的輸出連接到可將其關閉的電流調節(jié)系統(tǒng)。當電壓超過預設的限值，比較器就會打開開關，關閉系統(tǒng)。
環(huán)境條件監(jiān)測：
LED燈具會放置在各種環(huán)境中工作。在辦公室環(huán)境中，如果燈具能夠檢測到人進出房間，在人離開房間后關閉或者降低亮度，對節(jié)能頗有好處。這可以節(jié)省電力，進而節(jié)省公司的電費。此外還可以有效利用LED，延長其
