智能LED节能照明系统的设计分析

张 琳

（山东技师学院，山东 济南 250200）

在科学技术的强大推动下，由于社会大众的需求与日俱增，极大地促进了各项技术的应用，如照明系统，而且智能化和自动化理念得到了广泛应用，也进一步完善了照明系统设计，而且人性化趋势也越来越显著。在行业不断发展过程中，智能LED照明系统设计已经成为了重中之重，备受高度关注，而且加强LED节能照明控制体系的应用，有助于将照明的智能化和自动化优势发挥出来。其中，对智能LED照明系统进行分析，实现了节能照明等环保理念的高度整合，而且智能化照明系统设计，旨在实现对照明亮度的自动化调节，将耗电压力降至最低。

1 智能LED照明设计的原则分析

相对于传统的光源，LED光源有以下几个特点：①效率高且功耗能低，与其他的卤素灯、荧光灯相比，LED的光效是最高的，可以达100-120lm/W，因此其节能效果是非常好的。②LED灯是环保绿色的，其光线中没有红外线，也没有紫外线，而且未含有废弃物以及汞元素，所以LED灯是可以回收并加以二次利用的。③LED灯的使用时间比较长，可以使用5万个小时以上。④LED灯的体积很小但反应速度却非常快，有良好的显色性，能较好的控制。在高频使用下方便亮度的调节，可以创造照明的最好效果。而且LED是通过直流驱动的，控制起来方便且无频闪的情况。⑤LED灯具有良好的抗震性，能适应多种环境，安全性非常高。因此，基于LED光源的这些特点，可以有效满足绿色节能的智能照明控制系统环保、容易控制、高效、节能的要求，所以把LED照明以及智能控制有机结合，是未来照明产业发展的形势，可以产生极大的经济、社会效益。

第一，要对适宜的驱动电源进行选择。LED光源相对于传统光源而言，效率高，但需要直流、低压的工作，所以LED光源不能和传统光源一直，直接采用市电的供电，需要有专用的驱动电源，通过稳压电源配合电阻的使用，可以确保电流限制的顺利进行，将LED灯具的工作电流的稳固性提升上来，这类驱动电源可以与预期效果相符，但是其设置需要的空间较多，而且运作效果并不显著，同时需要投入较多的资金。一些低功耗的开关电源转换率在50%以上，再运用一些限流器件，整个驱动的转换率在60%以下，从而造成LED照明与节能效果具有较大的差距。因此，要对适宜的驱动电源予以优先选择。

第二，要确保连接方法的科学性。现阶段，单个LED（功率1W）得到了广泛应用，但是要想给予照明系统设计强有力的支撑，至少应为50个LED进行使用，所以应对连接方法的科学性予以高度重视。在电路连接中，串联、并联等为重要类型，在以串联对50个LED进行连接的情况下，其可行性难以保证。也就是仅仅借助串联进行连接，如果单个LED在断路的影响下，极容易对整个灯具照明造成限制，此外在单用串联的情况下，整个驱动的电压在150V左右，其运用的风险性不容忽视。而如果只对并联连接进行使用，即使单个LED出现断路现象，也可以避免对灯具正常工作造成影响，但是会威胁到其他电路的电流，从而不利于灯具的照明。所以基于理论视角，针对多个LED，加强串联方式是至关重要的，将整个电路的电流稳固性提升上来。但是如果在单个LED损耗下，整个电路的差异性较大，所以应避免出现断路问题，这时应加强混连方法的应用。在专属LED驱动设备中，电流源占据着重要的地位，换言之，驱动设备供给的电流的稳定性极强，而且在串联的LED灯并联过程中，与外部均流方法具有良好的配合效果，合理分割驱动设备总路电流，然后各个支路应对各个LED进行供电处理，要想确保与预期效果保持高度的统一，单个支路可以对串联单个均流电阻予以增设。

第三，采用合理的散热途径。在照明设计过程中，必须要对散热予以高度重视，一般散热对灯体的基本构造提出了较高的应用，如选择Al基板，对LRD的量进行分析，以此来加强孔洞的制定，间隔距离保持在0.7mm左右最为适宜。LED应与对应孔洞保持对应设置，将其引脚与基板连接在一起，而且在外部灯壳中，应对金属材质予以优先选择，为Al基板与灯壳的嵌套创造有力条件，从而给予照明发热由金属灯壳的传导作用一定的保障，通过空气作用，为辐射和对流提供支持。对其散热的优势进行分析，可以将散热范围拓展开来。

2 智能LED节能照明系统的设计

2.1 传感设备设计

2.1.1 被动式热释电红外探查器

该探查设备主要包括滤光晶片、透镜等关键部件，其中，对于滤光晶片，要对滤光晶片的特点进行分析，将带通滤波器作用发挥出来。当然在拓展功能中，包括分割警戒范围，也就是多包含的明暗区较多，在温度改变的情况下，确保发射红外信号至热释电红外传感设备，促使变化的电信号的出现。热释红外传感设备，为穿过滤光晶片红外信号实现向电信号的转化创造条件，进而将电热转变体现出来。在警戒范围内，如果存在被动红外探查设备，感应设备会对热信号进行自动化获取，为判断为环境温度提供一定的依据，在人体在警戒范围内，有助于为位移提供帮助。

此外，在探查设备获取的温度不断上升的情况下，出现了匹配放大设备，尤其在温度与人体温度较为接近的情况下，进而影响到传感设备的敏捷性，所以要以此来予以补偿，从而将传感设备基本功能发挥出来。

2.1.2 光线探查设计

对电阻等光电探查设备进行分析，在性能对比方面，电阻的光谱响应峰值，与人眼政策视觉相符，其光线波较长，而且在光线强度较低的情况下，会加长其反应周期，而且光线强度变化比较明显，其输出失踪的恒定状况显著。此外，电阻自身的影响因素主要包括温度改变这一因素，所以支路电路的电阻，应加强光敏类电阻的应用，使其与满足温变系数相一致，从而避免工作位置出现偏移问题。

2.2 调控设计

调控设计的调控主要通过单片机来进行，在其构造间接的影响下，可拓展性较为显著，尤其针对STM8S105系列单片机，其内存最高可达32KB，而且可以对多路PWM进行输出，同时在智能化的帮助下，可以有效重置定时计数设备。在外界电网输送过程中，可以避免设备受到干扰问题的威胁，其I/O线会导致相应脉冲的出现，所以分离是至关重要的，确保在控制线路中的顺利输送。针对调光设备，在整流和调压等方面得到了充分发挥，而且在电流调光的帮助下，为电压上限整合提供帮助，从而将灯具的工作时间延长开来。

2.3 主控电路设计

在内置MCU及蓝牙芯片的影响下，可以大大提高其集成性，而且方案的成熟度较高，外围接口的丰富性较强，可以与交互式人机界面进行扩展，这在产品二次开发利用中具有较高的应用价值。控制电路可以对手机等终端予以接收，具体的接收对象为蓝牙控制信号，在将PWM控制信号输出后，可以使LED驱动电路有效控制LED光源。

2.4 驱动电路设计

图1为LED驱动电路图，ILD4120主要对控制单元的PWM调光信号予以接收，对LED光源的灯珠数量进行分析，将驱动电路的电感值等参数予以明确化，不断提高恒流驱动的稳定性和可靠性，再加上芯片内部热保护效果显著，不仅可以将光源的照明效果提升上来，而且还可以对光源的使用年限加以延伸和拓展。

图1 LED驱动电路图

3 结束语

总之，在照明系统设计的帮助下，可以与基础生活需求相满足，而且也有助于将人们的家居环境体验度提升上来。传统照明设备的人性化并不显著，而且与节能环保理念存在差距，所以应及时予以改善。智能LED照明系统的出现，可以与大多数人的实际需求相符，并将照明的智能化和环保化优势彰显出来，实现时代发展目标。