智能LED節(jié)能照明系統(tǒng)的設計分析

張 琳

（山東技師學院，山東 濟南 250200）

在科學技術的強大推動下，由于社會大眾的需求與日俱增，極大地促進了各項技術的應用，如照明系統(tǒng)，而且智能化和自動化理念得到了廣泛應用，也進一步完善了照明系統(tǒng)設計，而且人性化趨勢也越來越顯著。在行業(yè)不斷發(fā)展過程中，智能LED照明系統(tǒng)設計已經(jīng)成為了重中之重，備受高度關注，而且加強LED節(jié)能照明控制體系的應用，有助于將照明的智能化和自動化優(yōu)勢發(fā)揮出來。其中，對智能LED照明系統(tǒng)進行分析，實現(xiàn)了節(jié)能照明等環(huán)保理念的高度整合，而且智能化照明系統(tǒng)設計，旨在實現(xiàn)對照明亮度的自動化調節(jié)，將耗電壓力降至最低。

1 智能LED照明設計的原則分析

相對于傳統(tǒng)的光源，LED光源有以下幾個特點：①效率高且功耗能低，與其他的鹵素燈、熒光燈相比，LED的光效是最高的，可以達100-120lm/W，因此其節(jié)能效果是非常好的。②LED燈是環(huán)保綠色的，其光線中沒有紅外線，也沒有紫外線，而且未含有廢棄物以及汞元素，所以LED燈是可以回收并加以二次利用的。③LED燈的使用時間比較長，可以使用5萬個小時以上。④LED燈的體積很小但反應速度卻非常快，有良好的顯色性，能較好的控制。在高頻使用下方便亮度的調節(jié)，可以創(chuàng)造照明的最好效果。而且LED是通過直流驅動的，控制起來方便且無頻閃的情況。⑤LED燈具有良好的抗震性，能適應多種環(huán)境，安全性非常高。因此，基于LED光源的這些特點，可以有效滿足綠色節(jié)能的智能照明控制系統(tǒng)環(huán)保、容易控制、高效、節(jié)能的要求，所以把LED照明以及智能控制有機結合，是未來照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形勢，可以產(chǎn)生極大的經(jīng)濟、社會效益。

第一，要對適宜的驅動電源進行選擇。LED光源相對于傳統(tǒng)光源而言，效率高，但需要直流、低壓的工作，所以LED光源不能和傳統(tǒng)光源一直，直接采用市電的供電，需要有專用的驅動電源，通過穩(wěn)壓電源配合電阻的使用，可以確保電流限制的順利進行，將LED燈具的工作電流的穩(wěn)固性提升上來，這類驅動電源可以與預期效果相符，但是其設置需要的空間較多，而且運作效果并不顯著，同時需要投入較多的資金。一些低功耗的開關電源轉換率在50%以上，再運用一些限流器件，整個驅動的轉換率在60%以下，從而造成LED照明與節(jié)能效果具有較大的差距。因此，要對適宜的驅動電源予以優(yōu)先選擇。

第二，要確保連接方法的科學性。現(xiàn)階段，單個LED（功率1W）得到了廣泛應用，但是要想給予照明系統(tǒng)設計強有力的支撐，至少應為50個LED進行使用，所以應對連接方法的科學性予以高度重視。在電路連接中，串聯(lián)、并聯(lián)等為重要類型，在以串聯(lián)對50個LED進行連接的情況下，其可行性難以保證。也就是僅僅借助串聯(lián)進行連接，如果單個LED在斷路的影響下，極容易對整個燈具照明造成限制，此外在單用串聯(lián)的情況下，整個驅動的電壓在150V左右，其運用的風險性不容忽視。而如果只對并聯(lián)連接進行使用，即使單個LED出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，也可以避免對燈具正常工作造成影響，但是會威脅到其他電路的電流，從而不利于燈具的照明。所以基于理論視角，針對多個LED，加強串聯(lián)方式是至關重要的，將整個電路的電流穩(wěn)固性提升上來。但是如果在單個LED損耗下，整個電路的差異性較大，所以應避免出現(xiàn)斷路問題，這時應加強混連方法的應用。在專屬LED驅動設備中，電流源占據(jù)著重要的地位，換言之，驅動設備供給的電流的穩(wěn)定性極強，而且在串聯(lián)的LED燈并聯(lián)過程中，與外部均流方法具有良好的配合效果，合理分割驅動設備總路電流，然后各個支路應對各個LED進行供電處理，要想確保與預期效果保持高度的統(tǒng)一，單個支路可以對串聯(lián)單個均流電阻予以增設。

第三，采用合理的散熱途徑。在照明設計過程中，必須要對散熱予以高度重視，一般散熱對燈體的基本構造提出了較高的應用，如選擇Al基板，對LRD的量進行分析，以此來加強孔洞的制定，間隔距離保持在0.7mm左右最為適宜。LED應與對應孔洞保持對應設置，將其引腳與基板連接在一起，而且在外部燈殼中，應對金屬材質予以優(yōu)先選擇，為Al基板與燈殼的嵌套創(chuàng)造有力條件，從而給予照明發(fā)熱由金屬燈殼的傳導作用一定的保障，通過空氣作用，為輻射和對流提供支持。對其散熱的優(yōu)勢進行分析，可以將散熱范圍拓展開來。

2 智能LED節(jié)能照明系統(tǒng)的設計

2.1 傳感設備設計

2.1.1 被動式熱釋電紅外探查器

該探查設備主要包括濾光晶片、透鏡等關鍵部件，其中，對于濾光晶片，要對濾光晶片的特點進行分析，將帶通濾波器作用發(fā)揮出來。當然在拓展功能中，包括分割警戒范圍，也就是多包含的明暗區(qū)較多，在溫度改變的情況下，確保發(fā)射紅外信號至熱釋電紅外傳感設備，促使變化的電信號的出現(xiàn)。熱釋紅外傳感設備，為穿過濾光晶片紅外信號實現(xiàn)向電信號的轉化創(chuàng)造條件，進而將電熱轉變體現(xiàn)出來。在警戒范圍內，如果存在被動紅外探查設備，感應設備會對熱信號進行自動化獲取，為判斷為環(huán)境溫度提供一定的依據(jù)，在人體在警戒范圍內，有助于為位移提供幫助。

此外，在探查設備獲取的溫度不斷上升的情況下，出現(xiàn)了匹配放大設備，尤其在溫度與人體溫度較為接近的情況下，進而影響到傳感設備的敏捷性，所以要以此來予以補償，從而將傳感設備基本功能發(fā)揮出來。

2.1.2 光線探查設計

對電阻等光電探查設備進行分析，在性能對比方面，電阻的光譜響應峰值，與人眼政策視覺相符，其光線波較長，而且在光線強度較低的情況下，會加長其反應周期，而且光線強度變化比較明顯，其輸出失蹤的恒定狀況顯著。此外，電阻自身的影響因素主要包括溫度改變這一因素，所以支路電路的電阻，應加強光敏類電阻的應用，使其與滿足溫變系數(shù)相一致，從而避免工作位置出現(xiàn)偏移問題。

2.2 調控設計

調控設計的調控主要通過單片機來進行，在其構造間接的影響下，可拓展性較為顯著，尤其針對STM8S105系列單片機，其內存最高可達32KB，而且可以對多路PWM進行輸出，同時在智能化的幫助下，可以有效重置定時計數(shù)設備。在外界電網(wǎng)輸送過程中，可以避免設備受到干擾問題的威脅，其I/O線會導致相應脈沖的出現(xiàn)，所以分離是至關重要的，確保在控制線路中的順利輸送。針對調光設備，在整流和調壓等方面得到了充分發(fā)揮，而且在電流調光的幫助下，為電壓上限整合提供幫助，從而將燈具的工作時間延長開來。

2.3 主控電路設計

在內置MCU及藍牙芯片的影響下，可以大大提高其集成性，而且方案的成熟度較高，外圍接口的豐富性較強，可以與交互式人機界面進行擴展，這在產(chǎn)品二次開發(fā)利用中具有較高的應用價值。控制電路可以對手機等終端予以接收，具體的接收對象為藍牙控制信號，在將PWM控制信號輸出后，可以使LED驅動電路有效控制LED光源。

2.4 驅動電路設計

圖1為LED驅動電路圖，ILD4120主要對控制單元的PWM調光信號予以接收，對LED光源的燈珠數(shù)量進行分析，將驅動電路的電感值等參數(shù)予以明確化，不斷提高恒流驅動的穩(wěn)定性和可靠性，再加上芯片內部熱保護效果顯著，不僅可以將光源的照明效果提升上來，而且還可以對光源的使用年限加以延伸和拓展。

圖1 LED驅動電路圖

3 結束語

總之，在照明系統(tǒng)設計的幫助下，可以與基礎生活需求相滿足，而且也有助于將人們的家居環(huán)境體驗度提升上來。傳統(tǒng)照明設備的人性化并不顯著，而且與節(jié)能環(huán)保理念存在差距，所以應及時予以改善。智能LED照明系統(tǒng)的出現(xiàn)，可以與大多數(shù)人的實際需求相符，并將照明的智能化和環(huán)保化優(yōu)勢彰顯出來，實現(xiàn)時代發(fā)展目標。