智能照明(Smart Lighting)涉及通信和傳感功能,，能夠進行遠程控制(開啟或關閉,、調光或改變顏色)和監(jiān)控(遠程診斷)建筑物、街道或家里的一個或多個燈具,。智能照明也為燈具提供信息，使它能根據(jù)使用或環(huán)境光線等情況進行亮度調節(jié),。另一方面,，高亮度白光LED非常適合區(qū)域照明應用，具有方向性更好,、色彩質量更佳,、環(huán)保等特點,，并且能夠更方便地控制其開啟和關閉，便于自動檢測環(huán)境光來改變亮度,，使其在智能LED街燈等應用中越來越受矚目,。

 

智能照明的通信可用無線或現(xiàn)有的電力線基礎設施實現(xiàn)。電力線是世界上最大的銅基礎設施,，家庭或辦公樓的每個角落都有電源插座,，使之成為一個覆蓋范圍極為廣泛的網絡。鑒于所有照明燈具都是連接到電力線將電力轉換成光,，電力線通信(PLC)已成為智能照明主要通信和控制鏈路的合理途徑,。

 

安森美半導體利用其先進半導體技術，推出了針對智能照明的包括通信,、傳感器,、KNX收發(fā)器及保護解決方案，有助于以更少電能執(zhí)行相同甚至更多的任務,，進一步提升能效,，節(jié)約能源。

 

例如,，利用安森美半導體的PLC調制解調器(如AMIS-49587),、PLC線路驅動器(如NCS5650)和諸如NOA1302這樣的環(huán)境光傳感器，可基于電力線輕松構建聯(lián)網型LED街燈智能控制系統(tǒng),，有助于市政,、電力公司和商業(yè)企業(yè)遠程調節(jié)路燈的光輸出，減少其路燈網絡的整體能耗,。此外,，在樓宇智能溫度調節(jié)及燈光控制應用中，也可在雙絞線布線上使用安森美半導體的KNX收發(fā)器,，利用KNX網絡進行照明控制,。

　　

圖1：安森美半導體用于智能LED街燈的調制解調器、電源及傳感器方案概覽

 

符合嚴格國際標準,、獲得市場驗證的PLC調制解調器

電力線通信有助于公用事業(yè)公司為其配電網絡增加更高級別的功能,，從而讓消費者更能掌控自己的能耗。安森美半導體提供一系列領先擴頻型頻移鍵控(S-FSK) PLC調制解調器,，如AMIS30585,、AMIS49587和NCN49597等。其中,，AMIS-30585和AMIS-49587均基于ARM7內核微控制器(MCU),，僅支持AC工作，每通道最大波特率分別為1.2 k和2.4 k,；新推出的NCN49597基于ARM Cortex M0內核MCU,，同時支持AC及DC工作,，每通道最大波特率達4.8 k，支持Cenelec A,、B,、C及D波段，且提供可編程軟件,。安森美半導體還預計將于2012年下半年推出在NCN49597基礎上還集成功率放大器功能的NCN49599 PLC調制解調器,。

　　

這些強固的窄帶PLC調制解調器嵌入了PHY+MAC，符合嚴格的國際標準(FCC,、CENELEC,、IEC61334-5-1)，可在低壓和中壓網絡上運行,，提供最佳的物料單(BOM)成本和極低的能耗,。

 

KNX收發(fā)器及評估板

KNX是一個符合智能樓宇標準 基于開放式系統(tǒng)互連(OSI)的網絡通信協(xié)議。KNX是融合了此前的三個標準,，包括歐洲家庭系統(tǒng)協(xié)議(EHS),、BatiBUS和歐洲安裝總線(EIB或Instabus)。KNX支持的開放標準包括：EN50090歐洲標準,、ISO/IEC14543-3國際標準,、GB/Z 20965中國標準、ANSI/ASHRAE135美國標準,。

　　

安森美半導體提供的KNX收發(fā)器有NCN5120,、NCN5121、NCN5110和NCN5111等,，可用于連接電器和傳感器,，為建筑物內9600波特KNX雙絞線(TP)總線提供溫度及光線控制。雙絞線總線可提供數(shù)據(jù)通信和電力供應,。

 

 

 

值得一提的是,，安森美半導體與恩智浦(NXP)半導體最近聯(lián)合推出了用于高能效雙絞線網絡的評估板及完整參考設計。此評估板采用NXP的低功耗Cortex-M0微控制器LPC1227及安森美半導體的NCN5120接收器-發(fā)射器IC,，幫助建筑物自動化客戶簡化設計流程,，將即可應用的高能效KNX雙絞線方案，用于照明開關及控制,、供暖通風空調(HVAC)控制,、百葉窗及占用情況(occupancy)檢測等應用。

 

運動檢測器無源紅外控制器(PIR)

安森美半導體的NCS36000無源紅外控制器用于照明和占用情況感測市場,，可放大和調節(jié)來自PIR傳感器的信號,。該器件的工作電壓為3.0至5.75 V，集成了低噪聲2級放大器，由內部參考電壓驅動傳感器,；采用帶外部RC的內部振蕩器；具有單或雙脈沖檢測功能,；數(shù)字濾波器可最大限度地減少誤報,；直接驅動LED和繼電器。該器件是一個非常靈活的解決方案,，客戶可以自定義數(shù)字濾波和模擬處理,，適用于各種傳感器，BOM成本低于同類分立式解決方案,。

 

環(huán)境光及距離傳感器

環(huán)境光傳感器也是構建智能照明的重要元器件,。安森美半導體的環(huán)境光傳感器具有設計靈活性，可以根據(jù)需要在EEPROM中調整,，定制過濾0.0125勒克斯檢測(即明視光響應),；另外具有暗電流和溫度補償、最低每分辨率位功耗,；高速模式的I2C接口,，在斷電時也不會影響總線工作。

圖3：NOA1302環(huán)境光傳感器

 

安森美半導體的環(huán)境光傳感器包含數(shù)字輸出(如NOA1302,、NOA1305)和模擬輸出(如NOA1211)類型,。這些光傳感器的工作電流極低，在100流明光輸出條件下分別僅為58 μA,、550 μA和115 μA,。

　　

另外環(huán)境光傳感器(如NOA1302)和PIR檢測器(如NCS36000)也可以用來控制路燈的光輸出。同樣可以采用的還安森美半導體的系列距離傳感器,，如NOA3301,、NOA3402、NOA2301,、NOA2302及NOA3309等,。

　　

LED串保護方案

驅動LED的首選方法是串聯(lián)LED串，以使LED串中的電流匹配達到相同的亮度,。雖然LED非?？煽浚绻魏我粋€LED失效開路,，由于LED串是串聯(lián)的,，整串LED就會熄滅，這是街道照明等講究高可靠性應用所不能接受的,。為了解決這個問題,，可以用安森美半導體的NUD4700跨接在每個LED上，這個分流旁路保護器可在一個LED失效開路時,，確保LED串的其余部分一直點亮,。NUD4700具有高通態(tài)電流能力和低斷態(tài)泄漏,，如果LED恢復，可自動復位到關閉狀態(tài),；可重復響應時間很短,。其高可靠性有助于延長LED串和燈具壽命，使LED串能夠在高電流條件下工作,，因此適合路燈,、隧道照明、建筑照明,、高頂燈照明,，以及列車和跑道燈等高可靠性應用。

                                       圖4：用NUD4700保護LED串

                                       

高亮度LED模塊內ESD保護

在裝配過程和最終用戶操作過程中,，敏感的HB LED裸片很容易受到有害靜電放電(ESD)的影響,。此外，在燈和燈具裝配過程中,，HBLED模塊易受高壓ESD的影響,，而可能導致?lián)p壞。

　　

安森美半導體提供能用于光學頭罩內與HB LED聯(lián)合封閉的裸片級ESD保護產品,。模塊內硅瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)裸片可提供所需的保護,，以消除故障，有助于為各種應用創(chuàng)建強固的HB LED模塊,。模塊內硅TVS裸片有兩種：分裝式(sub-mounted)保護器和側裝式(side-mounted)裸片,。例如安森美半導體的CM1771是一款100 V相向(back-to-back)靜電放電(ESD)保護器件，采用專有的側裝式構造,，能夠承受高水平ESD沖擊,，而且占位面積小且高度低，可在模塊組裝過程和燈具裝配過程中保護HB LED裸片和HB LED模塊,，防止出現(xiàn)故障,。

 

總結

為了實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，政府機構,、電力公司或商業(yè)企業(yè)都在努力構建聯(lián)網的LED街燈智能控制系統(tǒng)或是智能樓宇控制系統(tǒng),，利用系統(tǒng)中集成的環(huán)境光/距離傳感器，根據(jù)環(huán)境光的亮度和占用情況等信息來自動調節(jié)LED的光輸出,。安森美半導體的先進通信,、傳感器、KNX收發(fā)器及保護解決方案有助于降低照明網絡的總能耗和費用支出,，實現(xiàn)功能強大和環(huán)保的LED照明系統(tǒng),。