2017年和2024年智能照明市场规模

住宅和工业领域对降低能耗需求的不断增长是节能照明系统不断发展的一大特点。节能型LED照明系统可为住宅客户降低能源费用，从而减轻日益增加的关税对他们的影响




。

对于工业客户来说，这些照明系统可以降低电力供应成本和降低峰值负荷。世界各地政府倡导的发展智慧城市的举措是智能照明解决方案日益增长的一个主要因素。预计联网照明系统将成为智慧城市基础设施最重要的组成部分之一
，主要是为了实现项目的可持续发展目标。随着照明系统不断优化城市能源消耗




，城市经济的自我可持续性和增长可以大大加快
。

从组成部分来看

，由于住宅和商业部门大规模安装照明系统
，智能照明产品在2017年开始占据市场主导地位。主要是受远程操作智能照明灯的便利性以及照明系统可用的定制选项等优势推动

。由于各企业一直在为住宅市场推出新产品
，预计这些安装数量将在预测期间大幅增长。

在产品市场中
，预计灯具在预测期内将呈现最快的采用率;而由于智能灯泡和灯具技术的快速发展
，最终将在2024年占据智能照明市场主要份额

。由于各公司以极具竞争力的价格提供各种创新型智能灯泡和灯具

，预计这些灯具装置将在2018至2024年间迅速增加

。

2024年
，智能照明市场有线技术领域预计将占有超过60%的市场份额

。由于该技术能提供高可靠性以及对照明系统的控制，因此对于不同模式(如DALI和PoE)的需求可能会在2018年至2024年间显著增加


。另一方面

，蓝牙


、Zigbee和Wi-Fi等无线技术的进步以及智慧城市应用中物联网智能传感器的采用日益增加等
，预计将加快无线通信技术市场在预测期内的增长

。

从光源来看
，LED部分预计将在2024年占据智能照明市场的主要份额
，达到60%以上。由于LED技术已成为传统白炽灯照明系统的经济高效且节能的替代产品

，因此在过去五年中，LED灯泡的应用迅速增加

。另外，由于政府补贴以及在包括中国

、印度和美国在内的各个国家购买LED灯泡的返利



，LED市场预计将在预测期内呈现强劲增长趋势。

从应用方面来看
，由于联网照明系统的高度普及，尤其是在住宅和商业应用领域

，室内照明应用在2017年占智能照明市场的主导份额。随着住宅市场中的客户越来越意识到智能照明系统在减少电费方面等的好处，家庭和楼宇自动化系统对这种照明解决方案的需求可能在预测期间快速增长
。

2018至2024年间
，室外照明市场年均复合增长率预计将超过25%

。快速增长的主要特点是全球对智能路灯系统需求的不断增长


。由于这些系统可以根据通信量和自然光的可用性智能地打开/关闭照明系统


，因此可以通过部署实现显著的节能效果





。智慧城市项目也可以从这些智能灯具中获益
，从而实现其能源安全和可持续发展目标
。

从区域来看
，欧洲地区市场预计将在2024年占全球智能照明市场最大份额


。大部分原因主要归因于大量正在进行的智慧城市项目


，政府、住宅和商业部门大力部署智能照明系统
，以及政府出台的严格照明系统能效要求等。

而预计在预测期内




，亚太地区智能照明市场将呈现最快的增速。政府鼓励采用节能照明系统的举措预计将成为该地区智能照明市场增长的主要推动力


。例如



，印度政府实施的UJALA计划致力于提高消费者对节能LED灯功效的认识。根据该计划，消费者可以通过EMI支付模式购买LED。

未来发展

由于智能照明为住宅



、工业
、商业和政府部门提供许多关键优势


，其中包括能源效率、降低的维护成本、增强的资产安全性以及使用方便性等
。通过它们


，用户可以通过智能手机应用随时随地远程访问照明系统



。在智慧城市基础设施中




，运营商可以主动预测路灯更换的需求和停电等情况


，并可以提高现场效率

。通过利用LED照明
、连通性

、传感器和控制以及分析和智能等功能




，企业可以成功实现最低的电力成本
。

智能照明市场各企业的主要关注点在于产品创新和新产品开发战略
。各大企业正在大力投资推进智能照明技术的研究和开发，以推出家庭和楼宇自动化
、智慧城市和智能路灯等应用的联网照明解决方案

。此外，加强产品开发能力和扩大区域市场占有率的战略合作也有助于智能照明行业的快速创新

。

由于采用了插入式端口和粘结方式
，LUMAWISE LED Z45型灯座可以快速


、简便地无焊连接 COB LED 阵列



。该灯座符合Zhaga联盟 LED 模块标准，因此能够兼容其他LED 照明组件
。35 毫米的标准螺钉允许散热器使用标准的钻孔和装配程序
。LED 底座的 120 度光学角度可以将光线损失降到最低，而 LED 组装过程中使用粘合剂则可以提高 COB 板的尺寸公差，从而无需夹紧系统





。Z45型底座设计精巧
，确保来自 LED 的压力在散热器上均匀分布。

新款 LUMAWISE LED Z45 型灯座外形小巧

，使得反射镜和透镜可以靠近光源表面放置。TE ConnecTIvity 产品经理 Jeroen Iedema 表示
：“精心开发产品



，为工程师简化设计流程是TE的发展目标之一。Z45型灯座的平台设计确保光学组件始终与光源表面等距，因此无需重新设计便可轻松简便地更换 LED 包装尺寸。”

汽车LED应用中的热模拟

一旦被视为“未来的光源”

，LED就会迅速成为常态。LED产品的设计是一个复杂的多学科问题，特别是散热设计对器件的性能和使用寿命至关重要
。借助正确的热仿真工具
，开发团队能够更好地提供符合可靠性
，外形尺寸和性能目标的产品。

设计挑战

由于将电流直接转换为半导体中的光辐射，因此LED具有高效率 – 比大多数“传统”照明技术更高效
。然而，尽管比白炽灯或荧光灯照明效率更高
，但LED中的大量电力仍转化为热量而不是光 – 电流越高，产生的热量就越多


。

这种多余的热量必须远离LED传导：这是因为半导体材料被限制在最高温度



，并且其特性(例如正向电压，波长和寿命)可能随温度而变化
。

随着温度的升高


，LED的光输出可能会降低10%


。同样，保持所需的光色与温度有关。

LED灯的预期使用寿命 – 通常在25,000至50,000小时之间 – 也与照明灯具内的温度密切相关
。

最终，只有充分的热管理才能促进LED在运行过程中的性能和效率。适当的冷却 – LED本身和驱动电路中使用的铝电解电容 – 是设计过程的核心

。

持续的市场对更紧凑的灯具和灯具的需求进一步加剧了这些基本挑战


。

在娱乐照明等便携式应用中需要较小的照明装置
，以便它们能够更容易地运输和处理，并且在使用中不那么突出
。在改装应用中 – 从路灯到家用筒灯等各种应用 – 设计师需要将尺寸和形状保持在现有固定装置所定义的范围内。这通常包括挤压夹具内的电子驱动器电路
，以及 – 在定向照明的情况下 – LED发射器模块和透镜
。这意味着热量必须从不断减少的空间中消散。

在设计阶段也必须考虑最终应用
。LED部署在各种各样的环境中; 在汽车应用中
，例如



，设备可能需要在高达85oC的环境温度下工作。这意味着制造商必须建立自己的设备

，以满足客户对输出


，颜色和使用寿命的要求


，同时考虑工作温度


，并允许任何由温度引起的性能转变。

管理传热

对于设计人员来说



，热管理的目的是将设备产生的热量转移到环境空气中，以防止部件过热

。热管理的范围和复杂程度取决于热量的大小，来源的大小以及预期的环境条件

。处理这些因素需要明确定义的传热路径
。

通常


，系统传热路径始于热源(半导体结层)，并在最终到达环境空气之前通过PCB
，散热器和外壳行进(图1)

。挑战在于在功率等级和设备应用的限制范围内管理这种传热。

图1
： LED系统中的传热

通常，LED系统的热管理可以分解为三个系统级别：LED本身，基板/ PCB和冷却单元
。系统传热的热路径可以用相同的术语来描述







。LED屏障层中产生的热量通过LED外壳(封装)通过焊接接头传输到载体(PCB)上



。在PCB级别，可以通过各种设计措施(水平和垂直导热)将热量传输到散热器。从散热单元(例如散热器，系统外壳)

，热量最终通过自然对流和热辐射传递至周围环境
。

在每个阶段
，设计人员都面临着许多关键的决定，以优化传热。

在LED水平上
，住房类型对热管理有重大影响




。举几个例子来说
，基于引线框架的LED外壳和基于陶瓷的LED外壳为设计师提供了不同的传热方法

。

对于引线框架外壳(图2)
，半导体芯片安装在引线框架上，在大多数情况下



，该引线框架由镀铜合金组成

。连接可以胶合或焊接
。从阻挡层开始
，热量主要通过芯片和引线框架从封装散发出去

。通过接合线发生的热传递量是微不足道的


。

图 2


： 通过导线的热传导

在基于陶瓷衬底的LED封装的情况下(图3)



，半导体芯片连接到陶瓷的金属化层






。陶瓷具有良好的导热性
，可以与金属化层一起散热。半导体中产生的热量通过金属化层和陶瓷基材分布


，并通过焊盘传递给PCB

。

图3

：通过陶瓷基板进行导热

了解LED外壳中的热传导路径非常重要



，因为它能够正确选择后续系统组件(PCB，焊盘等)
。

PCB的散热设计为设计人员提供了另一系列决策(图4)。热量可以通过PCB(水平传导)或通过PCB(垂直传导)传输



。

图4

： PCB级别的各种散热设计元件

在这两种情况下

，导电路径都受到一系列因素的影响

：LED在PCB上的位置


，需要耗散的热损耗水平以及是否有其他潜在的热源接近


。而且，缩小LED设备会增加复杂性。较小的设备与电路板的接触面积减小; 以前


，旧的和更大的封装意味着更多的散热可以在设备本身上完成。这些较小的设备越来越多地迫使这一过程在PCB上进行。

然后，这些因素影响材料选择
，所需的表面积，导电层所需的厚度以及PCB设计中对热通孔的需求

。

最后的系统层是向周围环境过渡的点。从这一点来说
，由于空气的低传导性


，热量只能通过对流或辐射有效地消散。

大多数LED设计依靠自然对流
，而不是强制对流
。这意味着设计师需要提供最大表面积的散热片 – 而不是采用像风扇这样的主动方法，或者更复杂的方法




，如珀耳帖元件，热管或水冷。

图5


： 汽车LED应用中的热模拟

模拟在LED设计中的重要性

以上因素说明了为什么散热设计在LED照明产品设计中如此重大的挑战

。如前所述

，LED照明设计师需要知道他们的设备将符合规格，通常在非常具有挑战性的环境中。向客户提供不提供所需颜色或预期寿命的LED是不可接受的。

6SigmaET自己的研究表明

，近三分之二的工程师[1]倾向于“过度设计”他们的设计，而不是使用工具来优化散热性能。说到LED灯
，由于尺寸限制和其他因素，不可能依赖“经验法则”

。

有许多变数需要考虑，以及一系列可供选择的潜在设计选项
。热仿真是评估具有已知边际条件和负载的不同冷却概念的唯一方法


。它使设计人员能够识别散热问题，并尝试使用不同的LED封装
，PCB材料和冷却设备 – 而无需创建原型
。以这种方式使用热模拟可以让LED设计师确保其设计满足性能要求


。这使得热仿真成为LED照明设计的重要组成部分
。

那么
，LED设计师应该在热仿真工具中寻找哪些关键特性?

热仿真工具的实践

越来越多的热仿真工具是绝对必要的








。他们不再是一个“很高兴拥有”


。关键驱动因素之一是产品的平均上市时间现在非常短暂







。因此



，在使用仿真与物理测试相结合时

，CFD工具需要在开发过程中节省大量时间

。根本没有时间进行广泛的物理实验
。

除了减少对物理测试的依赖，使用专用的热仿真软件还可以带来其他好处


，包括降低设计风险和LED产品冷却效率提高10-30%。总的来说

，可以估计，就客户的总上市时间而言








，它可以节省几周到几个月的时间

。

图6和图7
： 两种不同LED替换灯设计的仿真模型

复杂的几何处理:

大多数热模拟工具可以很容易地处理正方形或矩形的形状
，但是LED灯很少
，如果有的话

，正方形
。因此


，需要一个工具
，可以很容易地建模并解决LED设计中所期望的更圆或圆形的形状。

大型模型处理:

OTS认为其设计模型正变得越来越大
，越来越复杂

。在它的几个LED项目中
，它的模型包含了多达5- 1500万个网格单元
。该工具需要处理这些大型模型

，而不会变得太慢或难以处理。

快速测试多个设计变量:

在进行敏感性研究时，处理大型模型的能力尤为重要。要真正优化设计，快速测试多种设计的变化——组件的放置

、外壳材料

、环境等——是确保产品按要求工作的关键
。选择一个可以使这个过程尽可能简单的工具
。

结论

如果没有正确的热设计



，你的LED灯将会迅速失效
。然而，优化任何LED照明产品的热设计是一个重大的挑战，设计师需要有合适的工具








。如果您正在与上面描述的任何因素作斗争，那么可能是时候重新评估您的模拟工具了
。

大联大品佳代理的英飞凌LED谐振控制器ICL5101

，内部集成了PFC和LLC
：PFC级工作在DCM模式和CRCM，在低负载状态下极为稳定;内部集成驱动，可以做到更高的功率密度;ICL5101频率参数由简单的电阻调整





，更加方便设计计算和参数控制;支持全面的保护功能


，包括短路、过压
、过载，确保LED驱动检测到故障条件下

，保护LED驱动器和LED负载

。

大联大品佳代理的英飞凌ICL5101 集成PFC+LLC 的LED商业照明方案特色
：

支持90V—305V全电压输入;

更少的外围元器件，更高的可靠性;

仅用电阻调整参数;

可使用环境温度 -40 °C to +125 °C;

负载调整率0.1%


，无噪音
，支持调光功能;

集成完整的保护功能及温度保护;

超快启动时间《 200 ms;

FPC 》 95 %，THD 《 10 %;

效率高达 94 %
。

PFC功能设置

PFC正在工作在CRM模式，在轻载模式下工作在DCM模式
，确保在调光到0.1%的情况下没有噪音;

优化改善THD;

PFC输出电压可调
。

半桥谐振功能设置

采用无磁芯变压器技术的650V半桥驱动器;

自适应死区时间500 ns – 1.0 μs;

可调整过载，短路
，开路检测;

容性负载检测;

优化启动瞬间的磁饱和现象控制。

LED驱动电源就是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器，通常情况下
：LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流
、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等
。

而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。

LED驱动电源的特点

1.高可靠性特别像LED路灯的驱动电源
，装在高空


，有防水铝壳驱动电源
，质量好的话不容易坏，减少维修次数
。

2.高效率LED是节能产品

，驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构

，尤为重要
。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降

，所以LED的散热非常重要。电源的效率高

，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小

，也就降低了灯具的温升



。对延缓LED的光衰有利。

3.高功率因数功率因数是电网对负载的要求
。一般70瓦以下的用电器，没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大

，但晚上大家点灯

，同类负载太集中，会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源，据说不久的将来

，也许会对功率因数方面有一定的指标要求



。

4.驱动方式现在通行的有两种
：其一是一个恒压源供多个恒流源


，每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式
，组合灵活，一路LED故障



，不影响其他LED的工作，但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电，LED串联或并联运行




。它的优点是成本低一点


，但灵活性差
，还要解决某个LED故障

，不影响其他LED运行的问题
。这两种形式
，在一段时间内并存
。多路恒流输出供电方式，在成本和性能方面会较好




。也许是以后的主流方向



。

5.浪涌保护LED抗浪涌的能力是比较差的，特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要
。有些LED灯装在户外，如LED路灯
。由于电网负载的启甩和雷击的感应，从电网系统会侵入各种浪涌

，有些浪涌会导致LED的损坏

。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入，保护LED不被损坏的能力
。

6.保护功能电源除了常规的保护功能外

，最好在恒流输出中增加LED温度负反馈，防止LED温度过高

。

7.防护方面灯具外安装型
，电源结构要防水、防潮，外壳要耐晒
。

8.驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配
。

9.要符合安规和电磁兼容的要求






。

LED驱动电源的不足

LED驱动电源目前存在不足的原因
：

1) 生产LED照明及相关的技术人员对开关电源的了解不够

，做出的电源是可以正常工作
，但一些关键性的评估及电磁兼容的考虑不够


，还是有一定得隐患;

2) 大部分LED电源生产都是从普通的开关电源转型过来做LED电源
，对LED的特点及使用认识还不够;

3) 关于LED的标准几乎没有，大部分都是参考开关电源和电子整流器的标准;

4) 现在大部分LED电源没有统一
，所以量大部分都比较小
。采购量小，价格就偏高，而且元器件供应商也不太配合;

5) LED电源的稳定性

：宽电压输入
，高温和低温工作，过温、过压保护等问题都没有一一解决。

LED驱动电源的发展方向

1、提高驱动电源的寿命

LED很重要的优点之一是使用寿命长

，约为3万~10万小时。传统的LED驱动电源中含有电解电容
，而电解电容的寿命比较短，约为5
，000小时

，这是制约LED驱动电源寿命的主要原因，因此在LED驱动电源中应尽可能不采用电解电容

。

2

、提高驱动电源的输入功率因数，减小总谐波失真美国能源部发布的“能源之星”(ENERGYSTAR)固态照明文件中规定：任何功率等级都需要强制进行功率因数校正
。这一标准适用于一系列的产品，如台灯、柜橱照明灯等等
。其中

，家庭住宅照明的LED驱动电源的功率因数必须大于0.7，商业照明中必须大于0.9。IEC61000-3-2谐波含量标准规定在大于25W功率等级的照明中应满足总谐波失真(Total Harmonic DistorTIon，THD)小于35%，功率因数不小于0.7
。这些标准的出台，对于LED照明的驱动电源的设计提出了更高的要求。

3
、减小驱动电源的体积

LED本身比较小巧，这对于便携式产品非常有利
。LED的驱动电源也应该尽量小巧，使其能够顺利装入LED灯座
。在设计过程中，应尽量减小驱动电源的体积。 [5]

4、提高驱动电源的可靠性

在LED工作过程中，温度变高、器件老化等非人为因素会对LED本体造成致命的损坏


。因此在LED驱动电源中应该加入过压保护、过流保护等保护电路，对意外事故进行应急处理

，保证LED本体的安全工作

。

三种常用的LED驱动电源详解

1

、开关恒流源

采用变压器将高压变为低压
，并进行整流滤波
，以便输出稳定的低压直流电
。开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源




，隔离是指输出高低电压隔离


，安全性非常高
，所以对外壳绝缘性要求不高
。非隔离安全性稍差，但成本也相对低
，传统节能灯就是采用非隔离电源
，采用绝缘塑料外壳防护



。开关电源的安全性相对较高(一般是输出低压)
，性能稳定，缺点是电路复杂、价格较高。开关电源技术成熟，性能稳定
，是目前LED照明的主流电源

。

图1

：开关恒流隔离式日光灯管电源

图2：开关恒流隔离电源原理图

图3：开关恒流源电源

图4：开关恒流非隔离电源原理图

2、线性IC电源

采用一个IC或多个IC来分配电压
，电子元器件种类少，功率因数
、电源效率非常高
，不需要电解电容，寿命长
，成本低

。缺点是输出高压非隔离，有频闪


，要求外壳做好防触电隔离保护。市面上宣称无(去)电解电容，超长寿命的

，均是采用线性IC电源


。IC驱电源具有高可靠性，高效率低成本优势



，是未来理想的LED驱动电源
。

图5：线性IC电源

图6

：线性IC电源原理图

3
、阻容降压电源

采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流

，电路简单
，成本低
，但性能差



，稳定性差，在电网电压波动时及容易烧坏LED
，同时输出高压非隔离，要求绝缘防护外壳。功率因数低


，寿命短，一般只适于经济型小功率产品(5W以内)
。功率高的产品

，输出电流大

，电容不能提供大电流，否则容易烧坏，另外国家对高功率灯具的功率因数有要求，即7W以上的功率因数要求大于0.7





，但是阻容降压电源远远达不到(一般在0.2-0.3之间)

，所以高功率产品不宜采用阻容降压电源。市场上，要求不高的低端型的产品
，几乎全部是采用阻容降压电源
，另外，一些高功率的便宜的低端产品


，也是采用阻容降压电源


。

图7

：阻容降压电源

图8
：阻容降压电源原理图

几种电源成本性能比较

以3W小球泡和16W日光灯管为例




，各种电源成本比较
：

可见

，不同类别的电源


，其成本差异是非常大的
，其中过认证的开关隔离源最贵
，阻容降压电源最便宜。

各类电源性能之比较：

在中高端市场


，开关恒流非隔离电源仍是市场的主流电源

，厂家一般会在结构设计上进行防高压隔离
。而在低端市场，大部份厂家是采用阻容降压电源

，也有部分厂家采用线性IC电源(要求厂家有一定的设计能力)
。

采用不同的电源，产品的性能及价格是不一样的



，我们应该根据不同的市场选用不同的产品。

LED灯丝的生产技术

LED灯丝是将无背镀的蓝光LED灯珠固晶在蓝宝石、透明陶瓷
、荧光晶体
、玻璃、金属等做成的基条上，再通过金线串联
，以及涂覆荧光粉而制成[3]
。其流程如下图所示

。

目前灯丝灯的基板主要分为两大类，硬性基板和柔性基板
，硬性支架通常用量较多的有陶瓷和铜支架
，柔性支架主要为FPC(聚酰亚胺或聚酯薄)
、BT(树脂板)、PE(聚乙烯)支架，如下图所示。

目前市场上硬性基板灯丝采用正装芯片封装的较多
，正装芯片封装采用固晶胶或者共晶技术将芯片固定在基板上，通过金线或者合金线实现电气连接
，如下图正装灯丝封装图所示


。

柔性灯丝通常采用倒装芯片
，部分硬性基板也有采用倒装芯片







，倒装芯片也就是无引线覆晶封装，无引线覆晶封装是通过 共晶/回流焊接技术将电极接触面镀层上的锡或金-锡合金的电极芯片直接焊接到基板上
，这样既可以固定芯片，又可电器连接和热传导


。

灯丝点亮时
，由于基板具有一定的透明度


，以及荧光胶层的折射
，使灯丝具有360°发光的特性
，所以在点胶时
，灯丝通常进行正背面点胶，荧光粉将LED灯丝全部包裹


，保证蓝光不会析出
，防止蓝光伤害视网膜

。

三种LED灯丝灯的驱动电源

1
、即将被淘汰的阻容降压电源

2、目前主流的非隔离开关恒流驱动电源

3、新兴的高压线性恒流驱动电源

如今，新一代占位空间更小的驱动电源芯片和方案都能满足灯丝灯无塑件的要求
。

当前


，世界各国的电网电压各不相同




，不少国家有二个不同的电网电压在同时并用，如美国

、加拿大、墨西哥

、日本、巴西
、越南等

，电网电压从AC100V-240V，跨度较大，这就要求灯丝灯的电源能适用AC100V-240V的输入电压
。

而灯丝灯的工作电压
、电流基本要求是DC150V/10-30mA，因此会按不同的输入电压范围将电源设计成升压(输入AC90-130V)



、降压(输入AC180-265V)
、自动升降压(输入AC90-265V)三种不同的模式，以适应不同的电网电压




。

灯丝灯的主流产品驱动电源的常规参数

1、蜡烛灯功率：2W

，3W
，4W; 输出电压为DC150V，输出电流为10-12mA
，14-15mA，20-22mA;

2

、球泡灯功率
：2W


，4W
，6W

，8W; 输出电压为DC150V
，输出电流为10-12mA
，22-24mA




，33-36mA
， 44-48mA。

SM2082C线性恒流灯丝灯方案

SM2082C是单通道LED线性恒流驱动控制芯片
，输出电流由外接电阻设置为5mA~60mA
，且输出电流不随芯片OUT 端口电压而变化

，系统结构简单






，外围元件少

，方案成本低

。灯丝灯方案的应用原理(图1)
：

SM2082C提供ESOP8和TO252两种封装
，可用于E14
，E27等多种接口的驱动方案。上图中E1电容可根据客户方案进行取舍设计
，如果E1电容省略

，会存在交流的频闪


。

下图是E14接口的方案PCB原理图(图2)：

本方案PCB采用ESOP8封装的SM2082C设计
，通过点状漏铜处理增强散热能力
，采用兼容电解电容设计

，可通过EMC认证，输出电流范围是10mA到15mA，支持110Vac或220Vac单电压输入，电压波动范围在±10%以内为佳。

由于SM2082C是线性恒流方案
，需要LED灯丝的总电压较高

，并且在输入电网波动范围较大时，输出电流变化大;因此在输入电压波动较大时
，可以采用非隔离的恒流驱动方案


。

SM7313P非隔离恒流驱动灯丝灯方案

SM7313P是一款高精度高效率的非隔离LED恒流驱动控制芯片
，芯片采用BUCK电路结构
，工作在固定频率模式
，只需要使用相当小的贴片电感就可以实现5W以内的输出小电流高电压方案





。恒流精度可以达到全电压范围±3%，外围元件少

，方案成本低


。SM7313P还具有LED输出开短路保护等保护功能

。

本方案的电源板直径15.4mm，高度14mm


，可直接放入E14灯头内



，无需白色塑胶套件，当选用30V/20mA灯丝2串1并时
，可支持100Vac~265Vac的输入范围

。

SM7313P实现的灯丝灯方案
，LED灯丝的电压不再受限




，30V到150V等多种电压可选。当然，SM7313P也支持E27接口规格的应用
，输出电流可达40mA，当输出电流更大时，可采用我司的SM7315P或SM7307等芯片进行方案设计
。

SM7315P/SM7307 非隔离大电流灯丝灯方案

SM7315P与SM7307都是非隔离BUCK LED恒流驱动控制芯片
。采用高压自启动及供电技术
，不需要辅助绕组提供电源

，无需任何的补偿元件

，即可实现恒定的输出电流


。外围元件少

，方案成本低，SM7307的方案原理图如图4。

图5是SM7307实现的灯丝灯方案实物图，直径为19mm，认证与非认证兼容，采用EE8.3小电感，可支持6W以下的多种规格应用150V/35mA



，60V/60mA
，60V/80mA等
。

SM7315P与SM7307的PCB兼容
，同时可以省略反馈环路，电路更简洁

。

目前灯丝灯方案的的一些典型规格列表如表1

：

不用在漆黑中摸索电灯的开关

，只通过一部智能手机就能轻松控制全家所有的灯光照明系统，营造渐变、变色等各种灯光效果

，营造专属自己的家居灯光氛围，人人可以成为自家的“灯光大师”


。这就是智能照明给我们带来的便利

。实际上，除了在家庭方面，智能照明在工业/商业照明、户外照明以及公共照明等领域也非常值得期待。

智能照明是指利用物联网技术、有线/无线通讯技术
、电力载波通讯技术
、嵌入式计算机智能化信息处理
，以及节能控制等技术组成的分布式照明控制系统
，来实现对照明设备的智能化控制。

目前



，在LED通用照明领域竞争激烈，行业呈现强者愈强


，大者恒大的局面

。大厂之间进行价格战

，替代市场增长放缓


，不少中小企业为了避免与大企业进行正面交锋



，开始转向LED照明利基细分市场，挖掘高附加值的市场


。当前
，智能照明
、景观照明
、植物照明

、LED汽车照明等细分领域都值得关注

，尤其是智能照明市场前景广阔。

数据来源


：OFweek产业研究院，单位
：亿元

智能照明从上世纪90年代进入中国市场以来

，受市场的消费意识
、市场环境
、产品价格



、推广力度等各方面的影响
，一直发展缓慢
。但近年来


，随着技术、产品的成熟和相关概念的普及


，智能照明市场增长迅速。根据OFweek产业研究院数据显示

，2017年我国智能照明市场规模约260亿元
，同比增长82%




。

从应用领域来看

，工商业照明为最大的应用领域


，其次为家居照明、户外照明，公共照明占比最小

。其中

，家居照明(智慧家居)与智慧照明相互促进，共同发展，看好智慧照明在住宅领域的增长

。

MSP430 ULP FRAM产品系列包含丰富的器件


，具有FRAM、ULP 16位MSP430 CPU和面向各种应用的智能外设

。ULP架构展示了7种低功耗模式

，能够延长电池寿命


。

MSP430FR5969主要特性

嵌入式微控制器

时钟速率高达16MHz的16位RISC架构

宽电源电压范围：1.8V~3.6V(最低电源电压受SVS电平限制)

优化的超低功耗模式

活动模式


：约100µA/MHz

待机(带有VLO的LPM3)


：0.4µA(典型值)

实时时钟(LPM3.5)：0.25µA(典型值)(3.7pF晶体为RTC定时)

关断(LPM4.5)
：0.02µA(典型值)

超低功耗铁电RAM(FRAM)

64KB非易失性存储器

超低功耗写入

以每个字125ns的速度快速写入(4ms内，64KB)

统一存储器=单个空间内的程序+数据+存储

耐久性：1015写周期

耐辐射和非磁性物

智能数字外设

32位硬件乘法器(MPY)

3通道内部DMA

具有日历和报警功能的实时时钟(RTC)

5个16位定时器
，每个都具有7个采集/比较寄存器

16位循环冗余校验器(CRC)

高性能模拟

16通道模拟比较器

具有内部参考和采样保持的12位模数转换器(ADC)
，外部输入通道多达16条

多功能输入/输出端口

所有引脚均支持电容触摸功能

，无需外部元件

可以按位

、字节和字(成对)访问

从所有端口上的LPM唤醒

所有端口上的可编程上拉和下拉

代码安全与加密

128位或256位AES安全加密与解密协处理器

随机数发生算法的随机数种子

增强型串行通信

eUSCI_A0和eUSCI_A1支持

具有自动波特率检测功能的UART

IrDA编码和解码

速率高达10Mbps的SPI

eUSCI_B0支持

具有多重从寻址功能的I2C

速率高达8Mbps的SPI

硬件UART和I2C引导加载程序(BSL)

灵活的时钟系统

具有10个可选工厂校准频率的固定频率DCO

低功耗



、低频内部时钟源(VLO)

32kHz晶体(LFXT)

高频晶体(HFXT)

开发工具和软件

采用EnergyTrace++技术的免费专用开发环境

开发套件(MSP-TS430RGZ48C)

MSP430FR5969应用

计量

传感器管理

能量采集传感器节点

数据采集

可穿戴电子

图1 MSP430FR5969功能框图

TIDA-00373智能照明参考设计

该系统能够根据周围环境中的环境光来动态调整背光亮度




，从而节约了电力

，延长了背光元件的使用寿命。背光亮度调节还为用户实现了更加舒适的观赏体验。可以通过睡眠或待机模式进一步节约电力和延长背光使用寿命
。接近唤醒特性可以检测人在靠近，从而唤醒系统。

德州仪器生产的可见光传感器具有良好的人眼光谱匹配能力
，能在被人眼注视时让系统将背光亮度调节到最舒服的水平。背光被激活时，一个很简单的算法即可确定理想的背光亮度
。

接近唤醒由德州仪器的电容-数字转换器实现
。电路板边沿附近的电容传感器在电路板周围提供了360度检测场。靠近器件正面时
，接近检测的效果最好。

TIDA-00373智能照明参考设计主要特性

利用铜PCB材料或其它导电材料检测人体接近

良好的人眼光谱匹配能力

动态调节背光亮度

用于户外的UV滤波器

湿度和温度传感器

该子系统通过了测试


，包含硬件文件、固件

、演示和入门指南

TIDA-00373智能照明参考设计特性应用

楼宇自动化

接近检测

智能恒温器

智能照明

控制面板

面向无线接近方案的连接器

图2 TIDA-00373智能照明参考设计框图

背光和智能照明控制参考设计具有下列器件

OPT3001




：单芯片照度计，测量人眼能够看到的光强度
，具有IR抑制功能

FDC1004

：面向电容感应解决方案的4通道电容-数字转换器

HDC1000








：数字温湿度传感器

MSP430FR5969



：具有64KB FRAM
、2KB SRAM和40个I/O的16MHz ULP微控制器

TLV71333P


：具有出色的线路和负载瞬变性能的低静态电流LDO

LM3630A


：高效率、双串白光LED驱动器

TPD2E2U06
：双通道
、超低电容ESD保护器件

图3 TIDA-00373智能照明参考设计ISE4024外形图(正面)

图4 TIDA-00373智能照明参考设计电路图

表1 TIDA-00373智能照明参考设计材料清单

据ScienceAlert网站报导

，目前已取得北卡罗来纳大学(University of North Carolina)博士学位的Michael JusTIce
，日前在美国科学促进学会(American AssociaTIon for the Advancement of .Sciences;AAAS)大会上公布这份报告





。

研究团队在户外设置漏斗捕虫灯，漏斗中装入1颗灯泡
，而且每个晚上轮流换上6种不同灯泡


，等到早上时再清点漏斗中昆虫种类与数量

。而且为了避免月光造成实验干扰，研究人员也事先绘制月亮周期
，以确保每种灯泡在实验中暴露月光程度一样

。

JusTIce也指出
，为了降低气候的干扰
，同时也事先研究天气预测
，结果实验3个月后，一种捕捉到8，887只昆虫
，也发现各种灯泡吸引昆虫能力各有差别
。

整体来说，白炽灯泡吸引昆虫数量最多


，其次是节能灯泡(CFL)
、卤素灯与冷色系LED灯，最不易吸引昆虫倒数第二名是驱虫灯，但第一名冠军则是暖色系LED灯。

JusTIce也指出
，驱虫灯效果不仅与广告宣称不相符
，而且更容易吸引特定昆虫上门，例如包括臭虫在内的半翅目以及蠼(earwigs)等。

他也表示

，这是首次以户外用主要类型灯泡进行直接比较研究
。在LED开始广泛使用后

，可以大幅降低光害(light pollution)对昆虫的影响
。

集邦咨询LED研究中心(LEDinside)最新价格报告指出，2018年4月
，中国市场大功率LED产品价格维持稳定;中功率产品中


，3030 LED价格小幅下调





。

LEDinside分析师王婷表示

，由于市场需求持续提升


，各家厂商竞争激烈
，4月份中功率3030 LED均价继续下降

，降幅约3%。近期主流厂商纷纷推出新品抢占市场份额，如Lumileds推出具有正方形LES的新型 LUXEON 3030 2D


，优化了光通量和可靠性，更适用于射灯
、天井灯以及室外照明应用

。

除照明市场持续对LED的性能提升外，在车用前装(OE)市场
，随着LED的渗透率提高和智慧汽车概念的普及
，多家封装厂商如欧司朗

、Lumileds、日亚化学、隆达、光宝等都推出搭配ADB系统的车头灯用LED封装产品，集成感测系统后，可检测到其他车辆或障碍

，从而控制LED形成多个阴影区，以防止眩光。

全球球泡灯价格小幅上调，美国市场涨幅明显

LED灯泡方面


，4月份取代40W白炽灯的LED灯泡全球零售均价上涨1%，为6.5美金;取代60W白炽灯的LED灯泡零售均价微幅上调0.2%，为7.6美金。

全球各主要区域中
，美国地区均价涨幅最为显著




。取代40W和60W白炽灯的产品
，价格分别上涨3.6%和2.8%


，主要因为低价促销结束，大部分产品如CREE

、TCP等品牌的灯泡价格均恢复正常
。此外


，中国台湾地区取代40W白炽灯的产品均价上涨1.7%;其他区域价格基本维持稳定
。