led智能照明系统 奔驰 用于智能照明的ＬＥＤ混色技术

　　高亮度LED技术为智能照明领域提供了革新性的发展潜力。我们再不必强迫灯泡达到同一色度的荧光白色，也不必采用复杂的反射镜系统来折射特定的波长。采用LED混色技术所能达到的色彩范围非常强大。正如许多公司已经发现的那样，滞留于以前的解决方案只会让公司自身承担风险，而且，尽管不太情愿，许多公司也正在接受这种发展趋势。
　　在这个转变中，许多传统的照明设计人员发现，有一些关键性的知识障碍阻挡着他们的前进。绝大多数的设计人员都拥有相关照明市场的丰富经验，更对电源以及机械装置设计问题有着深入的理解。不过，对于这些同行们来说，为了做出真正独一无二的设计方案，只片面采用电流或电压控制方法已经不够。
　　取而代之的是，还需要在这些基本功能的设计中采用微控制器或FPGA等智能化技术，例如，选择各种颜色，以及在运行过程中随时调节色彩精确度。为了利用LED色域方面的优势，需要使用这类控制装置以求在不同工作条件下都精确地“锁定”某一特定颜色。
　　在这个转向微控制器的过渡过程中，还存在着知识的鸿沟。事实证明，C语言编程、通用微控制器术语等知识已经变成进入这一领域的壁垒，许多照明设计厂商已转而依靠昂贵的咨询专家，以求能够留在这个市场。而掌握基本的微控制器基础系统所需花费的时间可能意味着失去一次重要的商机。产品上市周期领先于快速变动的发展趋势是最为重要的。
　　而应用微控制器必须克服两个LED本质上的障碍。其一是温度会导致LED性能发生变化，降低光通量以及改变主波长。表1所示为LED对于温度变化的真实反应状况。实际状况并不好，特别是对于红光来说。
　　目前市场上能够对这些变化做出补偿的优秀解决方案很少。工程师们实际上不得不使用热敏电阻或温度传感器，然后编制某些形式的二维或三维查找表，才能准确地调节调光波形，以补偿光强度方面的减弱。而热敏电阻本身必须尽量靠近LED才能读取到电路板温度，且只能对LED的结点温度采用近似公式推算。
　　第二个障碍是，每一个LED存在的不一致性，即使它们的部件编号相同。这点称为重新分级。各个LED根据自身的光通量、主波长和导通电压进行重新分级。任一个主波长分级之间的差异都是人眼所无法察觉的。我们不得不再次编制多维查找表，因为设计人员在产品到达生产车间前，是无法得知自己获得的是哪一个分级的产品。更麻烦的是，各个LED生产厂家之间的分级定义并不相同，对于多个品牌的LED还要编制附加的软件查找表。为了只收到某一特定分级的产品，以避免这些不一致现象并确保自己得到某一固定色点，客户往往不得不向生产厂商支付高额的额外费用。
　　这些只不过是高亮度LED设计方案中的两个难题而已。在设计人员面对诸如此类的难题时，显然微控制器技术不仅成为准确混色的必要组成部分，而且至关重要。不过，微控制器的使用远比最初设想的状况复杂得多，这一步步抬高了完成一项功能完善的设计项目所必需的知识要求。
　　可喜的是，最近市场上推出了能够克服LED这些缺点的方法，如赛普拉斯公司采用PSoC Express的EZ-Color可编程解决方案。PSoCExpress是一种让设计人员不必编写代码的内嵌式系统设计工具。这种工具本身运行在系统层面上而不是在设计层面。换句话说，它采用了特别的函数而不是“电路”。这些函数本身就是真实存在的器件，如传感器、热敏电阻或LED驱动器。
　　EZ-Color和PSoCExpress的组合根本性地改变了企业进入LED市场的门槛。这一解决方案不仅无须学习混色学(一门需要付出许多投入学习且本身复杂的学科)，而巳无须编制如上所述的热敏电阻或产品分级的多维查找表。更为显著的优点是，EZ-Color能够在短短几分钟内就完成这些任务。
　　这里举一个简单的例子。假如EZ-Color使用3个LED(红、绿和蓝)来创建一种混色。我们将使用1931 ClE色度图标准并创建颜色(．1，．12)，这是一种接近于紫色的颜色。
　　首先，设计人员可以查看所显示出来的部件目录，找到Lumileds K2 3LED混色驱动器。
　　在将这个器件拖放到屏幕上并进行命名后，系统会显示一个属性窗口，如图2所示。设计人员这时就可以选择具体的分级或温度传感器来驱动自己的混色方程。
　　在设置输出颜色时，EZ-Color驱动器采用了“传递函数”方式。
　　为了完成这几项输入，需要使用另一个PSoC Express器件。这就是评估器，这个器件可以在输入／输出的同一部件目录内找到。
　　在构建设计方案时，PSoC Express将首先提供EZ-Color部件目录。一旦部件选定，系统就能提供动态引脚分配方案。
　　这是一个简单的单色设计，整个过程所用时间不超过10分钟。而设计原理图、具体数据手册和定制固件均已经设计完成以供审查了。
　　设计原理图本身目前采用了LM3402降压式转换器器件。但并不意味着EZ-Color会锁定在这一选项上。任何可采用调光波形作为输入的电源转换器均可使用。
　　设计中的最后一项障碍是，需要削减控制大范围RGB像素所需的微控制器数量所带来的成本。市场上的许多器件只有不超过5个硬件脉冲宽度调制器或替代用的调光通道。但PSoC Express能够用同一个EZ-Color器件轻松地处理多个像素。这样的集成度能够更多地节省成本和缩短上市周期。
　　
　　这些是完整的设计方案。无须执行C语言编码，因为所用语言本身就模拟了标准照明技术。这种方法从表面上和实质上都是革命性的，而革命性的技术正是这样一个充满活力和变化的市场所必需的。由于LED技术仍维持在快速推广周期内，类似本文所讨论的其他工具将成为跟上市场发展步伐所必需的工具。这些工具并不一定要让人感到必须学习的紧迫感，工具本身的采用就可以是一个令人着迷的过程。