LED 照明は、追加のボーナス環境の利点を提供します。

ソリッドステート照明、および高輝度 LED は、特には私たちは文字通り世界を見るための方法を変更することです。(Test)LED 照明の環境的な利点は、実際に 2 倍です。まず、自体技術は、高度にエネルギー効率の高いを生成する方法光子を発している、タングステン フィラメント、白熱灯に対する測定時に、動作コストの面で魅力的な製品となるまたは蛍光灯をさらに小型です。これだけでにより、価値のあるソリッドステートの代替品を備えた従来の照明を置き換えると、広範なソリューションを下記に述べるようにイネーブルするがあります。次に、低電圧 DC 供給、高電圧、AC ラインとは対照的に動作する技術への移行は、付加的な効率の観点からだけでなく、照明の使用方法でもさらなる可能性を作成します。これは、シンプルな「一面」イルミネーションを超えてです。接続された照明は、環境および搭乗者のニーズに対応することができますおよびこの製品は、ゾーン、シーンまたはムード照明の概念を発売します。

LED 照明の実際の効率が観察や、および '法' があっても、継続的な傾向を予測している: Haltz の法則です。この製品は、すべての 10 個の 10 倍 LED 照明によって生成されるルーメン当たりのコストが低減状態年です。これは非常にきれいする LED は、2020 年まで、200 ルーメン/W を生成することができ、産業やレール式可動照明を達成するためを予測しています。しかし、この製品は特筆すべきであっても高輝度 LED 依然として使用の約半分だけ光子を発している、としてダイオード接合に供給するエネルギーのおよび他の部分は、単にその後を消費する必要があります製品として熱を生成します。これは、接合温度は約 150 ° C を超えないようにしてください。 および LED 技術に基づく照明器具の設計の重要な部品は、これを維持するために非常に重要です。

それでは直接可能 (Test)

簡単な AC 駆動の照明器具とは異なり、交流の電流が完全に回転で駆動時に、完全に - サイクルごとの半分は、オフ、LED 光動作最高この製品は、定電流で供給される時です。このパラメータを調整することにより、この製品は、光の輝度およびカラーを変更することが可能ですが、この製品は、高精度制御を必要とされ、一般的に駆動照明の従来のフォームよりもはるかに多く要求の厳しいです。

今日の照明器具の大多数は依然として実行オフライン低電圧とは対照的に AC 供給から低電流 DC 源、LED が必要としています。これは、LED を備えた従来の電球を置き換えるために、変換のいくつかのフォームが必要なことを意味します。従来の照明器具で使用することを意図して、LED 電球の大部分は、この変換は、電球内で行わします。これはすべてを依然として、AC 供給に接続されている一方で、LED またはストリングの LED を定 DC 供給を提供する必要な機能を統合し、小型、低コストのソリューションに対する需要を作り出しました。

電源電圧は、正、おく必要があるため、LED 順バイアス時に行うだけで、およびこの製品は、LEDドライバに全波ブリッジ整流器を統合することは困難になるかもしれませんが、この製品はシャント レギュレータを含めることが可能です。これを備えたケース、 FL77944 LED 直接 AC ドライバからON Semiconductor、高電源の LEDドライバの多くの方法は、アナログまたはデジタル (PWM) および位相カットを含むで調光を実装することが可能です。

図 1: アナログ/PWM/位相カット調光可能高電源 LED 直接形 AC ドライバ FL77944 ON Semiconductor の簡素化されたブロック図です。

図 1 で、FL77944 の簡素化されたブロック図を示しています。4 つの LED ストリングに専用のピンがあり、それぞれは、それ自身の統合定電流でシンク最大 150 mA です。

図 2: サンプル アプリケーション、12 W、120 V を示す_ACダウン ライト LED、FL77944 を使用しています。

FL77944 は、わずかでないブリッジ整流器を含む、2 つの外部コンポーネントで動作することができます。このデバイスは、巧みに整流された供給を調節する必要性を回避します。図 3 は、整流されたライン電圧が上昇すると、各電流シンク ピンに接続されている LED のストリングの順方向電圧水平面に達するを示します。

図 3: FL77944 は同時に複数 LED ストリングのための安定化された AC 供給からの定電流を生成することができます。

したがって電流は各 LEDストリングを通してシーケンスでは、電流は、すべての LED ストリングを流れるまでです。各ストリングにより、電流は、バランスのとれた;増加させることまたは減少するに応じてストリングは、任意の時点でバイアスされて順方向のどちらかです。これはスムーズな動作を確保し、改善された力率およびより低い全体電磁干渉（EMI） につながる高調波周波数を低減します。ON Semiconductor の 0.98 標準力率および 20% 未満の総合高調波歪み、FL77944 することができますを達成するいると主張しています。

調光入力は、アナログまたは PWM 調光をによっては、LED を流れる電流の RMS を調光入力での電圧水平面を備えた直線的に変化をサポートします。このデバイスは、リーディングおよびトレーリング エッジ調光トライアックをどちらかをリードする/立ち上がりエッジまたは半サイクルのトレーリング/立下がりエッジでフェーズ カットは、AC 波形互換性もです。これは、本質的に AC 形式、負荷に電源を調整することがなく、すべて LED ドライバ、トライアックで動作する AC 供給を調光およびとして、この製品は、従来の光と同じ負荷プロファイルを示しませんにすべてのトライアック調光器は、LEDドライバ、とともに動作する逆に言えば、ことが可能ht 器具です。

接続された照明

主要なおよびトレーリング エッジしながらも調光は本質的に、従来の技術および必ずしもを自動化するシンプルな PWM 調光は本質的にデジタルを電子純粋な手段を通じて制御理論的に容易です。これは、接続およびインテリジェントな照明システムを監視し、リモートで制御されることができますへの移行をサポート、IoT の部品を形成します。

無線通信は、スマート照明の根本的な部品と、純粋な顧客中心機能はありませんが、従来の照明システムにわたって主な利点には明らかにします。この製品は、現場で、技術者に提供する必要がなく、広範な取り付けのシナリオが向けに適合するを単一の設計を可能にするため、接続されたシステムがスマートになります。取り除くことまたは、メンテナンスにかかる負担の低減は、一般的に、IoT の主な利点と、各取り付けが発生することが可能な限りの違いがあるため、特にスマート照明に適用します。されているは、LED 中心照明環境の根本的な部品、無線での更新を使用するこれらの変動に対する設計またはそれらに対応することができます。

どのように、これは実際に達成の例はによって提供されます、 ZigBee 接続照明キットからSilicon Labsに基づく、 EFR32MG Mighty Gecko ZigBee の無線 SoC をメッシュネットワークおよびネジ山を.このキットは、'' ボックスから取り出して直ちに動作するように構成および ZigBee ネットワークに参加する準備ができています。など、存在する ZigBee Home Automation 1.2 対応ゲートウェイを必要とする、 USB 仮想ゲートウェイSilicon Labs のです。このファームウェアは、Ember 転換 Pro スタックは、Silicon Labs のウェブサイトに登録した開発者に利用可能なに基づいています。

このキットは、ネットワークに参加は、いったんゲートウェイは、キットの特長に無線へのアクセスを提供します。これは、LED の輝度、色、色温度を設定が含まれます。これは、評価キットが、これもことを可能に模索するその他の特長および外部の LEDドライバを制御するために使用できることができる PWM テストポイントが含まれています。

このファームウェアには、いくつかの変更をコードをコンパイルを必要とせず、製造プロセス中に行うことを実現する構成クラスタ サーバ プラグインが含まれています。これには、または地域の制約に準拠してデバイスの送信電源を変更するができるいくつかの LED ドライバ用に必要とされる、PWM 周波数を調整することが含まれます。ファームウェアを強制的に変更なしで、これらの機能を変更する能力により、複数の製品のバリエーションで使用される同じバイナリ イメージが可能です。

すべてのホーム オートメーションの 1.2 対応ゲートウェイの調整を行うことに使用するコマンドを発行することができますが、予約されているを受け入れ、それが必要とする必要がありますすべてそれに続くの更新情報を防止するため、コマンドはまたです。PWM 出力を構成するためのコマンドはとともに、特定 LEDドライバ メーカーの要件での使用向けに意図されています。

図 4: Silicon Labs の EFR32MG は、接続された LED 照明アプリケーション向けに設計されています。

Soc の Mighty Gecko ZigBee および Thread ファミリは、この種のアプリケーション向けに特に開発されました。この部品の主要機能ブロックは、Cortex®®-m4 および無線トランシーバ、として、図 4 に見られるようにが、これはまた、多くの周辺機器および専用のオンチップのアナログのコンパレータを送信することができますが、アナログ チャンネルに最大 31 ピン用のサポートを特長、ADC および IDAC です。

トランシーバは、2.4 GHz で動作するように設計された、このデバイスは、専用プロトコルと同様に、Bluetooth Smart、zigbee および Thread を含む、プロトコルの範囲をサポートできます。この EFR32MG はまた、Silicon Labs 周辺機器ペリフェラルリフレックス システム (PRS)、スリープモードから、メイン CPU をもたらすことがなくトリガを送信に基づくそれらの間の情報を送受信することにより自律的に動作するさまざまな周辺機器を実現するを備えています。これは、電池駆動のアプリケーションでシステムの電源要件を大幅に低減することができます。LED 照明の性質は、低電源と相まって、これは可能性を創出電池駆動の接続されている照明を AC 供給が入手可能な郊外地域などではない領域で配置することができます。この製品は、一定 RF トラフィックが不要な「ノイズ」を提示する可能性が領域での無線通信を制限するも使用することができます。

すべての要件に適合

EFR32MG は、LED ライトを可能に対処し、ゲートウェイを介したリモート制御を可能のスマート照明ソリューションの中核に設計されています。つまり、だけでなく、ライトは、住宅所有者、または、敷地内にワイヤレスで接続しながらも顧客のビジネス マネージャにより制御できますが、制御することができます付与もう 1 つのサービス プロバイダを作成する、多数の管理をする、世界中のどこ中央集中化された制御センタービルので、まったく異なる時間領域、国名または大陸があります。

意味あいは、したがって、すべてのサイズの光が接続および一元的に制御する可能性があるです。これは、広い範囲の LED ドライバは、すべての高電源 LED を駆動することが必要に対する需要を作成します。関連する例があり、 AL5802からDiodes Incorporatedです。このデバイスは、20 a の電流で低電流 LED を駆動するために特に開発されました mA および 100 限り最も少ない外部コンポーネントを備えた mA です。図 5 は、標準のアプリケーション例を示しています。

図 5: 30 V の AL5802 調節可能電流シンク linear LEDドライバ Diodes Incorporated のための標準アプリケーション例です。

トランジスタは、第 1 四半期は外付け抵抗にわたって、電圧を検出することによって LED負荷を流れる電流の検出に使用されます。第 1 四半期のベース-エミッタ電圧は、第 2 四半期のベースの電流を制御する使用されます。リニア モードで動作し、第 2 四半期、ようにを流れる電流を調節します。複数のデバイスは、必要な (図 6)、および、AL5802、また PWM ベースの調光 (図 7) をサポートしている場合より高い LED 電流を達成するために並列で使用することができます。

図 6: AL5802 は、駆動電流を増加する並列で使用することができます。

図 7: AL5802 は、PWM 調光をサポートします。

システム水平面ソリューション

LED 照明は、従来照明少なくとも 2022 年までに取って代わるし続けることが見込ま、どの時点で term の従来の可能性がありますやを使用して現在の技術ではなく、LED 照明を参照してください。多くの半導体メーカーは、さまざまな一般的に、ドライバのカテゴリに分類する製品を開発することによりこのへの需要に応答しています。AC 供給品は次第に参加し、潜在的なコンセントおよび配線ネットワークの低電圧 DC を提供することによって置き換え、製品ミックスを変更することがよくが要求は放散する可能性があります。

ソリッドステートの性質は、単一の基板またはマルチチップ モジュールで、これらのエミッタとともにインテリジェンスを統合する従来の照明を実現する機会もよりもはるかに多くの可能性を提供します。パラダイムは依然としていくつかの時間オフをなるかもしれませんが、根本的な技術の継続的な投資は価格浸食を維持および効率を駆動し続けます。これらの傾向は、非常に高輝度 LED 照明用将来ポイントです。

図 8 示すようにすべてのこれらの技術を結集し非常に少ないコンポーネントを使用して達成できるすでにおよび制御することができる接続照明システムを迅速に構築するための既存の器具に LED を容易にレトロ フィットの可能性を作成ローカルまたはリモートです。

図 8: Silicon Labs の EFR32MG を使用して接続された照明アプリケーションです。

公共の場所に接続された照明はまたより大きな可能性をもたらしますおよびすでにスマート都市で適切なアプリケーションを実行する近くに誰には、民生用をブロードキャストする Bluetooth ビーコンとして機能する接続された LED 街路照明を使用しての例があります、スマート フォンです。誰もがアピールしない、一方、たとえば、重要なサービスのメッセージをブロードキャストする工場での総合無線カバーを提供すると同じ原理を使用することができます。

Conclusion

コネクティビティは、すべてのアプリケーションで、初期値を確立、いったんが上に構築する比較的簡単です。インターネットの用語でこれらは '' 上にサービスと呼ばれ、この製品は完全にスマート照明を発生することを期待する合理的なです。