如何选购智能LED灯具

在科技高度发展的今天,电子产品的更新换代越来越快,LED灯的技术也在不断发展,为我们的城市装饰得五颜六色。LED照明的出现改变了照明的使用方式,在LED灯具中加入智能控制及调色功能为设计人员开创了新的机会。LED效率高、具调光能力、寿命长等优势,能让可变色灯具的效率更高、更具成本效益并且更加容易取得。

数码信号控制器(DSC)可驱动各种创新应用,能实现更高效率的LED驱动、更精确的色彩控制并与外部有著更良好的沟通。以上优势汇集使得设计人员拥有更大的自由开发高度差异化的LED照明灯具。低功率指示器LED为许多产品的基本,大多数工程师都很熟悉其简单的设计。只要一个电压源以及具有正确数值的串联电阻,便能将LED电流保持在小于5毫安的水平。透过连接至微控制器的通用型输入输出(GPIO)接脚,可让LED闪烁;然而,要将超过350毫安的顺向电流串接在一起形成高亮度、高电流LED,其设计会变得相当复杂。设计人员在温度变化及LED本身的高温问题外,还需面临电流控制的挑战。

电流控制

高亮度LED需维持在一个相对高的定电流来保持一定的亮度和颜色。LED的光通量与流经LED的顺向电流成正比,要达到一致的颜色和光线输出,关键是恒定的顺向电流。顺向电流会跟著电压源产生改变,造成LED发射出的光线变动。因此,需使用能主动调节顺向电流的电源供应器来驱动。

温度控

一般而言,LED的顺向电压会随著温度上升而增加,即使顺向电流是不变且经过调整的。高功率LED会产生热能,导致LED寿命缩减并提早发生故障。控制LED的顺向电流能让个别设计根据目标顺向电流及预估顺向电压来决定散热水平。使用温度感应器提供了一个监控温度状况的方法。

色彩控制

LED几乎可以瞬间改变输出光线,适用于需迅速改变颜色的灯具。只要简单调整每一个LED的亮度,就可以红色、绿色和蓝色的LED灯串创造出任何颜色。提高或降低每一个LED的顺向电流为其中一种方法,但顺向电压的改变不仅会改变亮度,也会稍微改变LED的颜色。在需要精确颜色的应用上将会造成问题。

另一种方法是采用脉冲电流(pulsedcurrent),此方法能提供相同的调光效果,却不会让颜色出现可察觉的变化。图一中红色虚线代表平均脉冲电流可创造出的亮度变化,同时保持LED顺向电压的一致性。在颜色上不会产生可察觉的变化。

数码调光控制

使用脉冲电流技术来进行调光,数码信号控制器可大幅简化其设计。数码信号控制器上的先进脉冲宽度调变(PWM)模块,可用来产生PWM信号,用来控制LED的功率级。PWM模块具有重置输入,可以透过快速并精确地关闭PWM输出来控制电流,实现LED调光。调光的数量介于全灭(0)及全亮(255)数值之间的量化数字。将LED亮度设定为50%,计数器会从0数到255,并在128(50%)时关闭PWM的输出,这时将无任何电流通过LED;当计数器到达最大值255时会归0,同时PWM会重新启动。不断重复此过程便能产生LED调光所需的脉冲电流。一般会使用400Hz以上的频率来确保人眼无法看见LED的闪烁。

数码LED驱动

除了调光控制外,数码信号控制器也能主动提供电源来控制流向高亮度LED的顺向电流。降压和升压开关模式电源供应技术(SwitchModePowerSupply;SMPS)能被用来为LED供电。

若LED或LED灯串的顺向电压小于电源电压,便可使用降压技术。如图二所示,在此技术中,PWM会控制开关(Q),以及当开关(Q)关闭时对应于LED顺向电流的感测电阻(Rsns)电压。数码信号控制器的比较器被用来比较流经电阻(Rsns)的电压及可配置的内部参考电压,此参考电压与LED所需的顺向电流成正比。感测电压大于内部参考电压时,类比比较器会阻止PWM打开开关(Q),电感(L)会将储存电流放电至二极管(D)及LED。在下一个PWM周期开始时,开关(Q)会关闭;然后不断重复此过程。数码信号控制器可主动调整流至LED的顺向电流,无需动用任何CPU的资源。

反之,若LED或LED灯串的顺向电压大于电源电压则可使用顺向电压。PWM会控制开关(Q),流经感测电阻(Rsns)的顺向电流会被监测。数码信号控制模块上的类比数码转换(ADC)模块会取样流经感测电阻的电压,对应至LED的顺向电流。此数值会被比例积分(ProportionalIntegral;PI)控制回路所采用,由数码信号控制器的软件执行,根据ADC读数及对应于所需电流的软件参考值来调整开关(Q)的工作周期。藉由在软件中实现PI控制回路,数码信号控制器能提供采用多种控制回路方式的弹性。尽可能减少PI控制回路所使用的CPU资源,数码信号控制器可控制多个LED灯串,还能支持额外功能。

数码通讯

数码信号控制器能以智能的方式控制LED灯具,还能执行通讯协定,无需使用独立通讯控制装置。例如,DMX512照明控制协定使用标准的单向通讯,透过一个主装置及多个从属装置,以512位元的封包数据速率和分别定址至每一个装置或节点,将指令传送至个别灯具。高速处理让数码信号处理器(DSP)能够快速执行控制回路,可针对升压转换器优先采用控制器,还能运行DMX512等通讯协定。由于此通讯是在软件中执行,不限于单一协定,能采用各种通讯方式来控制灯具。

缩短学习曲线

对设计人员来说,数码LED控制的学习曲线是陡峭的,藉由使用数码控制LED照明工具套件、参考设计及应用需知,事情将变得容易些。包括免费的程序原始码、硬件文件以及可互换的功率级,以支持不同的功率拓墣。Microchip的DM330014LED照明开发套件便提供多张LED驱动器子卡,让设计人员在同一块板子上实验多种驱动级。

LED的高效率及立即调光能力,能持续驱动混色及其它照明应用的进展。加入数码信号控制器所提供的智能控制及通讯功能,设计人员将能为LED照明灯具添加先进的功能与特色,呈现出照明应用的差异性。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

匹配LED灯具的驱动电源方法

随着科学技术的发展,LED技术也在不断发展,为我们的生活带来各种便利,为我们提供各种各样生活信息,造福着我们人类。随着LED照明产品也越来越多的的进入寻常百姓家,广大LED照明灯具生产厂家开始由杂转专。尤其是涉及专业照明领域,一些LED使用场所设定了预设的照明节能方案,那么作为LED节能应用方面,厂家的工程设计人员如何根据客户的要求,进行专业的LED光电匹配呢?本文将分享一些这方面的经验。

现在我们以一支18的LED灯管为例,解析设计思路:

那么我们以最常用的3528灯珠为例,LED灯管初面世时,因价格空间比较大,灯带厂家都是采用电流一致性高,高亮度的LED芯片,这类芯片电流普通是:20mA;

第一、 先计算一粒灯珠的功率:3528一粒灯珠由1粒芯片组成,电压:3.2V;(并联电路:电压不变,总电流相加)如果是品质好的LED芯片:单个芯片电流为 0.02A,那么一粒灯珠的功率为0.02A×3=0.06W.但是市场的LED芯片在实际的设计中:单个芯片电流设计为0.018A(考虑余量),那么一粒灯珠的功率为0.018A×3.2v=0.0576w.

第二、我们首先要考虑灯管是隔离还是非隔离的。功率W计算=电压V×电流A,那么我们先可以大概估算要多少颗珠:18/0.0576=312.5约为312颗

第三、我们假设它是隔离的,一般电压要小于36v,即为36/3=12串非隔离的一般设为24串就可以。312/12=26并;312/24=13 并。这样我们就能初步确定两种12串26并隔离的和24串13并非隔离的方案。 

第四、我们可以根据这个选驱动方案:第一对于这种工程师可以跟驱动厂直接沟通,让他们把输入功率调到18w,告诉他们你的灯珠串并方式。如果面对的是销售你可以告诉你led驱动输出的电流电压如下:隔离的方案:电压V=36vI=0.18*26=470MA非隔离的方案:电压 V=72vI=0.18*13=235MA

第五、值得注意的是以上是理想的设计,但是实际中往往我们在设计时要考虑到很多,比如说成本来说,首先我们灯珠的颗数在312颗,这时灯板的功率已经18w,那灯具的功率肯定大于18w。所以这时要考虑驱动的效率和pf值:假如电源功率18w,pf值0.95效率0.85,那我们会根据电源来设计 pcb板。

方法如下:灯板的功率=18*0.85=15.3w 等数数目=15.3w/0.0576=265.6约为266但是考虑12串我们把灯珠数目定位264颗。这样又是另外两种方案:12串22并和24串11并当然也可以是11串24并和22串12并都行只要你隔离的电压小于36v就没事。这也是反向设计的一种思路。一般都是两者相结合的。

做完以上的LED电源匹配设计工作,就可以根据产品要求进行电源线路板设计了。相信在未来的科学技术更加发达的时候,LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便,这就需要我们的科研人员更加努力学习知识,这样才能为科技的发展贡献自己的力量。

LED频闪问题解析

随着科学技术的发展,LED技术也在不断发展,为我们的生活带来各种便利,为我们提供各种各样生活信息,造福着我们人类。随着照明技术的进步,相对传统照明,LED照明产品以其低功耗、寿命长的压倒性优势迅速赢得了市场和消费者的青睐。但LED照明产品的频闪问题并未得到“革命性”的解决,该如何科学面对?这依然是个悬而未决的问题。

近年来,随着生活水平的不断提高,人们对工作、生活的光环境要求也越来越高,尤其是室内灯具存在频闪的问题,越来越受到大家的关注。那么,究竟什么是灯具频闪,频闪对人体有何危害,鉴别频闪的误区,怎样解决灯具频闪问题呢?小编将会为您逐一解答。

频闪因何而来?

频闪是指电光源光通量波动的深度,光通量波动深度越大,频闪越严重。电光源光通量波动深度的大小,与电光源的技术品质有直接关系。传统灯具由于使用交流电供电,其光亮度随着交流电的周期性变化而变化。灯具频闪就是由光线的明暗变化而形成的,通常分为两种:一种是变化频率在100Hz以下的,此时的频闪可以被人眼捕捉;另一种是变化频率在100Hz以上的,这种频闪不会被人看到。

频闪对人体有何潜在危害?

关于频闪可能对人体造成的伤害,目前已有相关的生物学及医学研究:

1、可能引发脑细胞损伤。有研究者称,通过观察脑电图发现,即使环境中光的频闪已快到让人无法察觉,生物体的视网膜仍然可以分辨出频率为100-160Hz,甚至高达200Hz的光并做出反应,在以猫为代表的动物实验中,100-120Hz的光已经引起了其脑部细胞灼伤,灼伤细胞属外侧膝状体组织,该组织起到控制眼球的作用。

2、可能影响阅读及视力。有研究表明,荧光灯和CRT显示屏的亮度频闪会影响人在阅读文字时的眼球运动轨迹,另外,在一些健康检查报告中也发现,视力损伤正是由荧光灯频闪造成的。

3、可能诱发偏头痛。实验发现,频率为100Hz的荧光灯频闪可能引起办公室工作人员的头痛发病率倍增,当然,这种影响通常被认为是特例,只产生于特殊人群中。

手机拍照鉴别频闪的方法靠谱吗?

随着LED照明的逐渐发展,越来越多的人会习惯性的拿手机对着LED灯具进行拍摄,通过观察有无频闪而确定该灯具是否对人眼睛有伤害,这种做法是不完全正确的。LED灯具是直流电源供电,其光源发出的光也将是直流形式的,但是,其输入供电电源的仍然是交流形式的,很难完全避免交流纹波通过LED光源,所以会存在LED灯具用数码相机拍摄的时候存在闪烁。

克服频闪,目前有无良策?

目前,越来越普遍使用的LED照明灯具若采用恒定直流供电,理论上完全可能实现无频闪恒定照明。但事实上,由于行业标准的缺失,市场竞争激烈而无序,市场上充斥着低质量LED灯具,尤其是室内小功率LED灯具,同样具有频闪问题。要得到纯净及恒定的电流源,以保证LED照明灯具无频闪,LED驱动电源是最大的关键。目前,LED电源单纯来讲满足无频闪的要求也是可以做到,大致有以下三种方式:

1、加大输出电解电容。此方案从理论上讲可以采用电解电容吸收部分交流纹波,但是实际经验告诉我们:当纹波控制在一定范围之内以后(10%),很难再进一步降低,除非将电解电容不计成本的加多,也不能从根本上完全消除。

2、采用填谷式被动PFC方案。此方案也是最主流的一种处理方式。采用两个大的电容以及三个二极管进行功率因素校正,因为在整流桥后面有大的电解电容,所以将交流纹波吸收,通过电感或者变压器到次级部分的电流为直流电。但填谷式方案也存在一些问题,输出40V以上无法做成90-265V全电压输入,填谷电路输出电压谷值只有电解滤波电路谷值的一半,填谷式的整流方式整流后输出电压比普通整流后的输出电压低不少,有可能采用填谷式后在低压输入的是带载不足。再者,无论隔离式还是非隔离式填谷式方案,谐波测试根本无法通过。

3、采用双级方案。在现有隔离电源的基础上后面再加一级DCtoDC,就能够完全消除交流纹波的影响。电性参数也能完全达到认证标准。但此方案在成本上有一定增加,需要加多一个电源管理芯片以及部分外围电路。

填谷式方案固然能够解决LED灯具的频闪问题,但存在输出电压超过40V时不能做成全电压输入,但成本相对比两级方案便宜,对于无频闪有严格要求,输出电压超过40V时不要求全电压输入的可以考虑选择此种无频闪电源解决方案。以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。

LED照明散热解析

繁华的城市离不开LED灯的装饰,相信大家都见过LED,它的身影已经出现在了我们的生活的各个地方,也照亮着我们的生活。LED以其体积小、耗电量低、环保、坚固耐用以及光源颜色丰富等特点。备受广大用户的青睐。但是目前LED照明的发展面临的瓶颈之一就是散热,本文将通过分析照明过程中的发热问题对LED的影响,来引出散热技术在LED照明中的重要性,并且就目前以及将来的散热技术做概括和分析。

一、LED照明中存在的发热问题以及影响

1.LED照明存在的发热问题

在使用LED照明过程中,与使用传统照明方式一样,需要将电能转换为光能。然而在这两种方式中,没有一种能够完全地将电能转换成光能,而且只能将少数部分的电能转换成光能,其余大部分电能(60%一70%)在LED发光、照明的过程中转化成了热能。

尤其是对于大功率的LED器件及照明灯具来说,随着功率的不断增大,LED内部芯片的温度也会逐渐上升,而且LED内部芯片以及其它器件的性能会随着温度上升而下降,甚至失效。最终导致LED器件无法工作。从根本上讲,结温的上升降低了PN结发光复合的几率。表现在光源上就是发光亮度下降,产生了饱和现象。因此发热问题是LED发展过程中亟待解决的问题。

2.发热问题对LED的影响

在上面发热问题中提到,发热问题不仅会影响到LED器件的寿命,还能够影响到发光亮度。经验证明,LED尤其是大功率LED的寿命主要依赖于芯片的结温,温度越高。可靠性越低,工作寿命越短。因此不仅需要从LED材料、制作方式、封装结构以及发光原理等方面综合设计LED器件,更重要的是解决目前存在LED器件以及灯具中的散热问题,选择合适的封装结构、合理的散热方式,并应用到LED照明中。

二、LED照明散热技术现状

针对LED器件以及灯具在电能转化为光能方面的局限性,提出了散热技术这一概念。散热旨在解决在LED照明过程中,除去电能转化成的那一部分光能,由电能转化成的热量对LED内部芯片产生的影响(使得芯片性能下降、老化甚至失效)。

1、影响LED散热的主要因素

影响散热的主要因素有材料属性(导热率)、封装结构、封装材料、芯片尺寸、芯片材料、芯片上电流密度等。一般情况下,LED照明器件以及灯具是由芯片、电路基板、外部散热器以及驱动器四部分构成。因此目前存在两种散热设计方案:一是减少LED 器件由电能转化成热能,实现过程需要通过提高LED内部器件的内量子效率,从而提高LED的出光效率,进而从内部解决LED在照明(使用)过程中产生的散热问题;二面是从外部设计考虑出发,通过改变LED器件以及灯具的封装材料或者封装方式,以达到减小封装热阻的目的,有时还需要配置合适的散热器来解决高结温问题,进而实现延长LED器件的使用寿命。

2、目前存在的散热方式

由于在技术方面的局限性,目前多采用改变LED照明器件的外部设计或者使用散热器的方法来解决散热问题。LED照明器件的散热方式目前有很多种,可以分为封装级散热方式和灯具级散热方式。封装级散热方式,顾名思义,它是通过优化LED内部封装结构以及材料来达到减小封装热阻的效果,主要分为封装结构方面的硅基板倒装芯片(FCLED)结构、金属线路板结构等和材料方面的基于基板材料和粘帖材料的择优选取原则。

而灯具级散热方式主要是指热量从封装基板到外部散热器的传递过程中实施散热的方式,主要分为被动散热和主动散热,主动散热是指通过系统以外的能量驱动,将LED 内部芯片以及本身器件的热量散发出去,主要包括加装风扇强制散热、液冷散热、半导体制冷散热、离子风散热和合成射流散热等;而被动散热是指仅通过散热器本身,将在LED照明过程中产生的热量分散出去,达到降低结温的效果,主要有直接自然对流散热和热管(平板热管、环路热管和翅片式热管)技术散热两种。

3、几种散热方式举例

(1)材料的择优选取原则

在采用这种散热方式的前提就是封装结构已经确定,可以根据已经确定好的封装结构选择最合适的封装材料来提高系统导热性能,进而减少LED照明器件的封装热阻,最终达到系统散热的效果。封装材料可以大致地分为基板材料、粘贴材料和封装材料三种。

就基板材料而言,LED照明器件中涉及到的散热技术要求基板材料具有高电绝缘性、高稳定性、高导热性以及芯片匹配的热膨胀系数。常用的基板材料主要有硅、金属(铝、铜等)、陶瓷(A1N、SiC)和复合材料。

(2)液冷散热

液冷散热方式是一种利用液体在泵的强制带动下流经散热器表面的方式,耗散热量的散热技术。美国厂商Etemaleds曾推出一种“水冷式”LED灯——Etemaleds HydraLux一。它采用液冷散热方式,不仅省去了用于冷却灯泡内部的散热管、散热片及风扇等,而且没有在灯泡的上半部分包覆散热材料,它的光放射角扩大到了360度,如图1-1所示。

由上面的介绍可知,液冷散热方式是一种主动散热方式,然而液冷散热方式在制作过程复杂且难于实现,价格高,不适用于高温、震动等恶劣环境;而且在液冷散热方式在LED照明器件应用中,要求密封高的液体循环致冷装置,如果在生产过程中稍有不当,就会造成LED器件的损毁。

三、LED照明散热技术的进展

随着目前LED照明技术的日渐成熟,以及LED照明应用的普及,现有的散热技术不仅是基于封装结构、材料的,而且还有基于能量传递过程的。就封装材料中的基板材料在近几年中有了新的发展,且最新趋势指向了对于硅基氮化镓(GaN—on—Silicon)的研发。在与已有的蓝宝石基板相比之下,硅基氮化镓有以下特点:能够减少热膨胀差异系数,能够强化LED发光强度,制造成本低、散热效果显著。

因此硅基氮化镓受到了LED生产商的青睐。与传统的照明技术相比,LED并没有完全取代传统的光源,这是由于在LED照明技术方面仍存在着许多关键性问题,主要的瓶颈之一就是散热问题。虽然现有的散热方式有很多,但是还存在局限性,如实现困难,成本高、导热性能差、环境要求高以及技术不成熟等。

因此在LED照明散热技术方面还有待深人研究和发展,以便为LED相关技术的成熟发展和LED的广泛应用奠定基础。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

LED如何实现自控功能

在科技高度发展的今天,电子产品的更新换代越来越快,LED灯的技术也在不断发展,为我们的城市装饰得五颜六色。随着LED灯具结构多样化、应用扩大化,随着LED照明灯具设计的更多的创意、创新,有很多传感器被结合应用在LED照明和亮化工程的系统中。

一个智能化的LED照明新时代正在到来,人类的照明生活也将越来越亮堂和舒适。LED照明灯具与传统的照明灯具最大的区别,LED照明灯具是一个完全的电子产品,而传统的照明灯具仅是一个电器产品。因此LED灯具可以很方便地与各种类型的传感器关联,从而实现光控、红外控制等多种自动控制功能。如LED路灯的自动开关,用一个光敏传感器就可简单实现;社区夜间走道和庭院照明,可以用红外传感器采集人类活动信息,自动开闭照明灯具。

LED照明灯具开关自动控制

传感器作为信号采集和机电转换的器件,其机电技术已相当成熟,近几年MEMS(微机电系统)技术兴起又将传感器技术向小型化、智能化、多功能化、低成本化大踏步迈进。光敏传感器、红外传感器等各种类型的传感器都可与LED照明灯具组成一个智能控制系统,传感器将采集来的各种物理量信号转换成电信号,可以经由集成电路化的AD(模数)转换器 、MCU(微控制器)、DA(数模)转换器对所采集的信号进行智能化处理,从而控制LED照明灯具开启和关闭。人类可以籍此在MCU上设定各种控制要求,控制LED灯的开关时间、亮度、显色、多彩变幻,从而达到省电节能的目标。传感器与LED灯具组成的系统框图如图1所示。目前的集成电路制造技术已经可以将AD、DA、MCU集成在一个5mm×5mm或更小的封装内,安装在灯具内既不占面积而且十分方便。

光敏传感器与LED灯具组合

风光电LED路灯是一种高度智能化和无人值守的道路照明灯具,利用风力、阳光发电,用蓄电池储能,因此能源的自动管理十分重要。光敏传感器是比较理想的因天亮、天暗(日出、日落)时照度变化而能控制电路自动开关的电子传感器。图2所示是一种光敏传感器的外貌。图3是光敏传感器的光敏电阻板,它对光线的明暗亮度十分敏感。图4是光电转换的基本原理图。光控LED灯具照明系统工作原理如图1所示。

光敏传感器可根据天气、时间段和地区自动控制商场LED照明灯具开闭。在明亮的白天通过减少其输出功率来降低耗电量,与使用荧光灯时相比,店铺面积为200m2的便利店最大可降低53%的耗电量。寿命也长达约5~10万小时。一般情况下,LED照明灯具的寿命为4万小时左右;发光的颜色也可采用RGB(红绿蓝)多彩变幻的方式,使商场灯光更多彩,气氛更活跃;与配套使用黄色荧光体的原蓝色LED相比,配套使用红、绿、蓝三色荧光体的紫色LED的演色性更高。

红外传感器与LED灯具组合

红外传感器是靠探测人体发射的红外线而工作的。主要原理是:人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光透镜增强后聚集到热释电元件PIR(被动式红外)探测器上,当人活动时,红外辐射的发射位置就会发生变化,该元件就会失去电荷平衡,发生热释电效应向外释放电荷,红外传感器将透过菲涅尔滤光透镜的红外辐射能量的变化转换成电信号,即热电转换。在被动红外探测器的探测区内无人体移动时,红外感应器感应到的只是背景温度,当人体进人探测区,通过菲涅尔透镜,热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异,信号被采集后与系统中已存在的探测数据进行比较以判断是否真的有人等红外线源进入探测区域。

被动式红外传感器有三个关键性的元件:菲涅尔滤光透镜,热释电红外传感器和匹配低噪放大器。菲涅尔透镜有两个作用:一是聚焦作用,即将热释红外信号折射在PIR上:二是将探测区内分为若干个明区和暗区,使进入探测区的移动物体/人能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。一般还会匹配低噪放大器,当探测器上的环境温度上升,尤其是接近人体正常体温(37℃)时,传感器的灵敏度下降,经由它对增益进行补偿,增加其灵敏度。输出信号可用来驱动电子开关,实现LED照明电路的开关控制。图5是红外传感器外貌,图6是红外传感器内部结构与内部电路图。图7是带红外传感器的LED照明灯具,这是一款E27标准螺口灯头的灯具,其电源适用范围是AC180V-250V(50/60Hz),红外传感器检测范围大约在3m~15m,其标准产品IFS-Bulb3W灯具达80lm,5W灯具达140lm.在LED光源模块的中央部分嵌入红外线传感器。一旦红外传感器检测到人的体温,LED电灯泡将会在50s内自动开启与关闭。适用于任何一种室内应用,如走廊、储藏室、楼梯和大厅入口处。

与红外传感器应用相仿的超声波传感器近年在自动探测移动物体中得到更多的应用。超声波传感器主要利用多普勒原理,通过晶振向外发射超过人体能感知的高频超声波,一般典型的选用25~40kHz波,然后控制模块检测反射回来波的频率,如果区域内有物体运动,反射波频率就会有轻微的波动,即多普勒效应,以此来判断照明区域的物体移动,从而达到控制开关的目的。图8是超声波传感器和微处理器组合的应用方案。

超声波的纵向振荡特性,可以在气体、液体及固体中传播,且其传播速度不同;它还有折射和反射现象,在空气中传播频率较低、衰减较快,而在固体、液体中则衰减较小、传播较远。超声波传感器正是利用超声波的这些特性。超声波传感器有敏感范围大,无视觉盲区,不受障碍物干扰等特点,这项技术已经在商业和安全领域被使用25年多了,已经被证明是检测小物体运动最有效的方法。因此与LED灯具组成系统可灵敏控制开关。

由于超声波传感器灵敏度高,空气振动、通风采暖制冷系统及周围邻近空间的运动都会引起超声波传感器产生误触发,所以超声波传感器需要及时校准。

温度传感器做LED灯具的过温保护

温度传感器NTC(负温度系数)做LED灯具的过温保护被比较早的广泛应用。LED灯具如采用大功率LED光源,就必须采用多翼的铝散热器,由于室内照明用的LED灯具本身空间很小,散热问题到目前还是最大的技术瓶颈之一。LED灯具散热不爽的话,会导致LED光源因过热而早期光衰。LED灯具开启后热量还会因热空气自动上升而向灯头富集,影响电源的寿命(图9)。因此在设计LED灯具时,可以在铝散热器靠近LED光源方紧贴一个NTC,以便实时采集灯具的温度,当灯杯铝散热器温度升高时可利用此电路自动降低恒流源输出电流,使灯具降温。

当灯杯铝散热器温度升高到限用设定值时自动关断LED电源,实现灯具过温保护,当温度降低后,自动再将灯开启。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

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