专用MCU满足LED应用市场

在发光二极体中添加智能功能（led）照明应用需要固定功能LED将驱动器转换为微控制器（MCU）或程式架构（Programmable Architecture）。对于需要先进功能的应用，使用MCU它可以实现许多智能功能，如高原调光控制（NaTIve Dimming Control）、专业混色（Specialized Color Mixing）、适应照明控制（AdapTIve LighTIng Control）及远端连结（Remote ConnecTIvity）。

对于照明应用，电力电子（Power Electronics）产品专用的MCU它甚至可以有效地控制灯具的供电，以满足成本效益，并进行照明控制和通信。就像许多现代电子产品的趋势一样，数字控制打开了更多的弹性空间，为照明产品带来了新的智能功能和差异。

专用MCU满足LED应用市场

经过快速发展，照明行业如今已经发展起来LED技术显示出许多好处。然而，不同类型的技术LED照明应用，由于支持的功能不同，也有很大的差异。其中，住宅的应用包括灯泡更换和关键照明（Accent Lighting）一般来说，只需点亮一两个小范围的室外照明LED但是这个市场有成本压力，所以高级控制并不常见。至于商业应用，包括荧光灯安定

器（Fluorescent Ballast）、灯泡更换和关键照明也只需点亮一两个LED灯串，也受成本考虑的限制，这个市场有很高的节能意识；而高级应用则需要远端连接和智能控制器功能。

此外，娱乐应用还包括高级显示器和情境照明（Mood Lighting）。对于数字寻址照明介面，完整的强度控制和一致的颜色质量非常重要（DALI）或DMX-512之类的业界标准通讯协定，远端连结与支援也相当重要。室外及基础建设则包括街道照明、工厂与办公大楼照明等应用，此一市场的设备一般有为数众多的LED，许多灯串必须得到支持，其中亮度高LED也很常见，这些应用程序需要远端连接和高智能控制器。

降低系统建设成本 MCU实现高弹性LED照明

最简单的LED使用照明系统LED可直接控制这些固定功能装置LED，而且成本相当低。一般来说，这些设备可以在没有软程序设置的情况下达到良好的能源效率。在最坏的情况下，开发人员必须多次计算，选择所需的驱动器或确定电路板元件的配置值。

虽然LED驱动器可以直接使用，但对于更先进的系统来说，不足。支持不同类型的支持LED(如高瓦数或不同颜色)，或不同LED灯串配置可能需要使用不同的解决方案。事实上，系统的任何变化（如灯串）LED数量和灯串数量都可能改变驱动器。因此，高原设备制造商（OEM）大多数照明产品可能需要独特的类比驱动器。对于大型系列产品，这会增加OEM或者供应商的库存项目数量可能导致经济规模下降或设备成本增加。

另一方面，智能控制器可以使开发人员建立更灵活的照明系统。MCU在系统中，可以设置程式码来支持各种程序LED、独特的功率级需求，不同的灯串长度和不同数量的灯串，而不需要大大改变硬体。系统还可以设计自动检测需要驱动什么LED。MCU系统的可编程特性还可以实现高级调光和定序功能，提供高级照明场景控制和自动照明亮度。

弹性的数字控制可以使OEM单个控制器可以设计和控制各种产品。因为控制器IP可重复使用，因此也可大幅减少设计投资；弹性的控制器亦可减少库存的装置数目，同时透过更大的规模经济降低整体系统成本。

实现智能LED照明 数字控制功不可或缺

这些转换阶段必须准确、灵活地控制。则须要精准、灵活地控制这些转换阶段。

1 智能LED照明系统包括电源转换，LED 控制和通信三个主要阶段

智能控制器在每个主要阶段都需要保持效率和功能。使用固定功能的类比可能需要个别功能PFC、DC-DC、LED通信控制器。但是，使用特殊的电源电子产品MCU通过高度集成，可以降低灯具供电部件的成本。在效率、电源优化、通信连接港充足的情况下，单一MCU可控制照明系统功率级、LED三大部分的潜力，如照明控制和通信。MCU数位整合功能，照明系统可以减少许多不必要的部件，并利用中央程序平台协调智能照明系统的三个主要阶段。

尽管数字电源控制也能提高动态系统的转换效率。LED效率高于传统照明设备，运行和能源成本相对降低，但并非全部LED系统完全相同。当调光、改变颜色输出或以任何方式调整亮度输出时，数字电源控制可以使数字电源控制LED照明系统的功率级达到更高的效率。同样在固定照明的情况下，MCU还可以通过更先进的功率级设计提高操作效率。这种效率提升对终端用户很有吸引力，两个在其他方面都是一样的LED就系统而言，差异值得突出。

例如，假设一个城市计划更换2000盏路灯，在比较两种型号时，效率达到10%的差异（2）。值得注意的是，高效系统的系统输入电源为178瓦（W），低效系统需要200瓦才能达到相同的160瓦照明输出。相当于每年节约10%的能源成本。仅是电源供应的能源效率就相当于节约33726美元，远高于LED系统节省的成本。

2 电源的数位控制可以达到比类比系统更高的转换效率，节省更高的成本LED技术。在这个例子中，10%的效率差异相当于每年节约10%的能源成本，仅从电源供应的能源效率计算就相当于节约33726美元。这种效率对终端用户很有吸引力，对其他两部分都是一样的LED就系统而言，它是关键差异。

灵活修正颜色和亮度 MCU提升LED照明品质

对于商用照明及娱乐照明等多项应用而言，照明品质相当重要。品质在此是指能够输出一致的亮度和色彩之能力。然而，制造变异（Manufacturing Variation）、影响温度和老化的三个主要因素LED效能。

另外，每批LED输出可能会有很大的不同。使用同一批次LED单个设备的质量可以保持稳定。但是，如果同一产品线的设备使用不同批次的设备LED，由于制造变化，照明质量可能会有所不同。如果两个设备相邻安装，可能会有明显的差异和不可接受的照明质量。通过智能MCU，为了弥补任何差异，可以调整系统。因为这是用软件做的，因此，当产品必须保持一致时，可以在制造过程中进行有效的调整程序。

随环境温度的变化，LED输出也会发生变化。因此，系统必须能够用传感器检测环境温度。MCU必须能够读取传感器并进行调整LED驱动，灵活修正颜色和亮度。由于温度检查只需要定期进行，因此该功能的常费用相当低。

此外，MCU如果系统能可以监控自己的安全运行；LED当温度超过特定临界值时，照明控制器可以降低亮度或关闭灯串，并通知操作人员远程出现问题。过热会导致LED提前老化，导致照明输出减少。LED其使用寿命可延长，不超过特定温度。

当LED在老化的同时，质量也会受到影响，导致颜色配置的变化。例如，红光LED比蓝光寿命长LED特定电源输出或脉冲宽度调变短（PWM）频率产生的颜色会随着时间的推移而变化。智能控制器可以解决老化问题，修改颜色配置，以维持LED使用寿命期间系统照明效果一致。

管理质量和技术也可以提高安全性和效率。例如，在大雨期间，根据环境光调整照明可以提前点亮一些区域的路灯；如果环境光充足，照明可以变暗，以减少电源消耗。通过使用各种传感器和远程连接，LED照明应用的安全性和效率可以大大提高。例如，交通标志或特定路灯的传感器可以在深夜监控交通状况。如果交通很忙，网络可以点亮比平时更多的路灯。

智能LED控制器不仅提高照明品质，还拥有调光及色彩混合等其他功能。在评估照明的使用方式后，如不需要完整的亮度，即可将个别灯光关闭或调暗。例如，在仓库中，工人可能分散在不同的空间作业，此时使用人体感测器，即可将正在使用的空间点亮，如果同一时间只有50%的楼层使用中，即可将其余的灯光关闭，节省一半的能源。

再以2号路灯为例。由于深夜交通流量的减少，大多数路灯的亮度可以变暗。如果使用与通信网络相匹配的动作传感器，路灯可以根据实际交通需要打开或关闭。如果路灯关闭时间达到25%（3），则可节省25%的能源，即68美元和218美元。在这种情况下，通过电源供应效率和智能运行，系统每年可节省多达101美元和844美元，约33%。

3 在评估照明的使用方式后，如果不需要完整的亮度，可以关闭或调暗个别照明。例如，使用人体传感器可以点亮目前需要使用的灯。例如，如果路灯关闭时间达到25%，则可节省25%的能源（68美元和218美元）。对于此应用程序，通过电源供应效率和智能操作，系统每年可节省多达101美元和844美元，约33%。