如何讓普通LED燈泡實(shí)現(xiàn)智能化？

在科技高度發(fā)展的今天，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，LED燈的技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的城市裝飾得五顏六色。LED 燈泡歷經(jīng)數(shù)代發(fā)展，現(xiàn)在擁有更好的色彩平衡、更強(qiáng)的可靠性和更低的成本。許多 LED 燈泡制造商正在研究如何創(chuàng)造出更具創(chuàng)新性的智能互聯(lián)燈泡。

要想為 LED 燈泡增添智能無(wú)線連接性，需要克服一些設(shè)計(jì)方面的挑戰(zhàn)。適用于zigbee和 Bluetooth Smart 的 RF 模塊可輕松獲得。從高層次的觀點(diǎn)來(lái)看，單純地將 RF 模塊添加至現(xiàn)有設(shè)計(jì)似乎十分簡(jiǎn)單。LED 燈泡中的電子鎮(zhèn)流器通常包含 PMIC 和一些高電壓分立元件。電子鎮(zhèn)流器通常以恒定電流驅(qū)動(dòng) LED 燈泡，以實(shí)現(xiàn)恒定亮度，不因輸入電壓或溫度而變化。該電子元件還提供良好的功率因數(shù)，并且可與傳統(tǒng)的壁式調(diào)光器一同使用。

PMIC 通常包括為 PMIC 本身供電的輔助電源。PMIC 輔助電源也可為 MCU、無(wú)線SoC或 RF 模塊供電。輔助電源通常為不穩(wěn)定的 10 至 15V電源。因此，需要線性穩(wěn)壓器來(lái)降低此電壓，從而提供穩(wěn)定的 3V 或 1.8V 電源。第二項(xiàng)挑戰(zhàn)是如何關(guān)閉LED或?qū)ED進(jìn)行調(diào)光。一個(gè)方法是，在LED 的陰極與地之間添加一個(gè)MOSFET，以便MCU用于開關(guān)控制。如果 PMIC 最初是針對(duì)恒定負(fù)載設(shè)計(jì)的，則該方法會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。禁用 PMIC 也會(huì)禁用輔助電源，因此不可行。

向LED燈泡增添智能連接性所需的電路

前幾代智能互聯(lián) LED 燈泡利用經(jīng)過(guò)修改的基本 LED 燈泡設(shè)計(jì)。下一代智能 LED 燈泡將鎮(zhèn)流器電子元件與專門為智能燈泡設(shè)計(jì)的 PMIC 相結(jié)合。這些設(shè)計(jì)包括始終啟用的穩(wěn)定低壓電源，并且無(wú)需額外的 MOSFET 即可控制 LED 的亮度。

EPA 能源之星計(jì)劃和加州能源委員會(huì)(CEC)的 TItle 20 電器效率計(jì)劃等節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于待機(jī)電流或被吸取的電流有著嚴(yán)格的要求。能源之星燈泡規(guī)范 2.0 版本規(guī)定，待機(jī)功率須低于 500 mW。CEC 的 TItle 20 則更加嚴(yán)格，規(guī)定在待機(jī)模式下，功率須低于 200 mW。雖然無(wú)線收發(fā)器功耗遠(yuǎn)低于該限制，但要將交流線路電壓轉(zhuǎn)換到 RF 收發(fā)器電壓，這仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。輔助電源需要以超過(guò) 50% 的效率和小于100mW的靜態(tài)電流消耗為 RF 模塊提供約 50 mW的功率。

RF 模塊和天線的布置提出了一些物理設(shè)計(jì)方面的挑戰(zhàn)?；?LED 燈泡的鎮(zhèn)流器電路板周圍通常設(shè)有金屬屏障，以最大程度地降低開關(guān)電源的電磁干擾。智能 LED 燈泡設(shè)計(jì)需要屏蔽鎮(zhèn)流器，并為 RF 提供良好的天線。如果 RF 模塊垂直放置于燈泡頂部附近，則該模塊上的簡(jiǎn)單PCB 天線或許能夠工作。然而，這可能會(huì)干擾光傳導(dǎo)并使智能半導(dǎo)體靠近 LED 熱源。設(shè)計(jì)者需要仔細(xì)考慮 RF 性能對(duì)燈泡可用性的影響。對(duì)于消費(fèi)者而言，可靠的連接十分重要。

最后但同樣重要的是，RF 模塊的溫度環(huán)境也是一項(xiàng)考慮因素。在理想情況下，RF 模塊應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱的 LED 和鎮(zhèn)流器電子元件。然而，該想法有時(shí)候并不實(shí)際。通過(guò)監(jiān)控 LED 和無(wú)線 SoC 的溫度并調(diào)暗 LED 以限制發(fā)熱，可以提高 LED 和無(wú)線 SoC 的可靠性。設(shè)置在 LED 附近的熱敏電阻可監(jiān)控 LED 溫度，同時(shí)無(wú)線SoC可能有片上溫度傳感器。

無(wú)線更新和共用引導(dǎo)裝載程序

最后，適應(yīng)未來(lái)需求的現(xiàn)有設(shè)備是無(wú)線功能的主要優(yōu)勢(shì)之一。在不需要外部存儲(chǔ)器的情況下將新映像文件傳輸至無(wú)線設(shè)備，這意味著供應(yīng)商能夠?yàn)楝F(xiàn)有設(shè)備帶來(lái)新的功能。

正如我們之前討論的那樣，一個(gè)家庭有 40 只燈泡并不罕見。當(dāng)最新的Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)，手動(dòng)更換每只燈泡將會(huì)相當(dāng)麻煩，但現(xiàn)在您不必?fù)?dān)憂。雖然LED在生活中處處可見，但是LED也還有一些不足需要我們的設(shè)計(jì)人員擁有更加專業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備，這樣才能設(shè)計(jì)出更加符合生活所需的產(chǎn)品。