高亮度LED為照明產(chǎn)業(yè)帶來了持續(xù)的變革，它為包括白光和彩色光設計在內(nèi)的各種照明系統(tǒng)增加了更多的靈活性與智能化。這些照明系統(tǒng)使設計人員既能動態(tài)控制色溫，又能在白光應用中保持高的顯色指數(shù)(CRI)。此外，這些系統(tǒng)還能產(chǎn)生寬范圍的高精度彩色光譜。盡管白光與彩色光看上去差別很大，但大多數(shù)LED智能照明應用都是采用混合信號控制器、恒流驅動器和高亮度LED這些基本組件進行設計生產(chǎn)。白光與彩色光設計中通常使用多個LED通道，因此所有LED設計方案都需解決器件分選、溫度效應、老化及整體色彩精度等問題。采用混合信號控制器不愧為一種強有力的有效方法，既能智能地處理上述問題，又能確保實現(xiàn)高精度白光或彩色光。對眾多從傳統(tǒng)照明(白熾燈、熒光燈)設計轉向LED照明的設計人員來說，如何用好混合信號控制器已成為一個巨大的挑戰(zhàn)。

　　本文將探討白光應用與彩色光應用設計之間的相同點與不同點、LED系統(tǒng)設計面臨的挑戰(zhàn)以及有助于設計人員解決上述問題的功能強大的一些現(xiàn)成解決方案(有些甚至無需編碼)。

　　智能照明

　　高亮度LED(HB-LED)代表著照明技術的未來，而且近年來人們對HB-LED技術的關注程度也越來越高?？紤]到HB-LED性能(流明∕瓦特)的顯著提高與成本(流明∕美元)急劇下降，人們這樣做就不足為奇了。此外，目前全球都在踴躍參加綠色行動，在此大環(huán)境下，HB-LED甚至對目前備受歡迎的高性價比但生態(tài)不太友好的含汞熒光燈提出了強有力的挑戰(zhàn)。雖然HB-LED的高效率與環(huán)保優(yōu)勢是宣傳重點，但智能照明功能將成為推動HB-LED技術進一步發(fā)展的重要力量。

　　智能照明技術的應用范圍相當廣泛，唯一受限的是我們的想象力。本文將重點討論智能照明中的一個重要應用領域調(diào)光功能。過去，調(diào)光主要是指調(diào)節(jié)光的明暗，或通過光學器件操控光的散射圖案。就HB-LED而言，調(diào)光意味著對光的不同特性進行操控。首先，設計人員必須考慮要生成何種類型的光：白光，彩色光，還是兼而有之。如是白光，設計人員可調(diào)節(jié)色溫與顯色指數(shù)(CRI)。如是彩色光，設計人員可以根據(jù)系統(tǒng)中所用的LED彩色通道的數(shù)量，混合來自同一固定LED通道組的整個光譜的顏色。通過混合彩色光，還可在同一照明裝置上生成白光和彩色光。這種靈活性確實會導致復雜性的增加，并且要在每種系統(tǒng)之間作出權衡。幸運的是，盡管白光系統(tǒng)和彩色光系統(tǒng)看上去截然不同，但實際上它們的設計方法基本上是一樣的。

　　HB-LED系統(tǒng)設計

　　每種智能照明系統(tǒng)都包含下列基本構建模塊(圖1)：HB-LED，某種類型的電源拓撲(本文僅討論開關模式穩(wěn)壓器)和混合信號控制器。設計人員首先面臨的挑戰(zhàn)就是選擇LED。LED的主要供應商包括Lumileds、Cree、Nichia和Osram等，他們的產(chǎn)品在額定功率和電流、散射圖案、色彩、效率、外形尺寸、散熱特性、檔次(bin)以及每個封裝的LED數(shù)量方面各有不同。這些參數(shù)對白光與彩色光來說都是相同的，但白光還要考慮色溫與顯色指數(shù)CRI。

圖1：智能照明系統(tǒng)框圖。

　　高級工業(yè)設計的限制和市場需求通常有助于縮小對大多數(shù)LED特征參數(shù)的選擇范圍。多數(shù)情況下，設計人員應著重考慮LED的散熱特性，對小型化器件或占用空間受限且不能使用大型散熱器的應用尤應如此。同樣，光學技術有助于減輕散射圖案不佳的問題，而混合信號控制器則能大幅減少溫度與器件分選的局限。