LED取代傳統(tǒng)照明是行業(yè)發(fā)展趨勢
LED光源特性表現佳，可以利用晶?；蛭灩夥厶盍喜町愔谱鞫喾N光色，搭配控制電路也能模擬傳統(tǒng)光源的可調光特性，但實際上LED的光輸出會隨著時間、環(huán)境溫度增加而出現飄移現象，若未能在整體調光系統(tǒng)增設傳感器、回饋調整機制，LED的調光設置表現就會受到影響。
LED光源特殊，可創(chuàng)造出傳統(tǒng)光源所不能達到的應用方式，不僅元件小巧、易于組構，搭配驅動器還可營造不同調光表現，但實際上LED的多彩化表現與可以調光的特殊設計，會隨著晶粒長時間運行產生的高熱而受到影響，因為高熱將會導致驅動電流飄移、不穩(wěn)定，連帶影響了原本缺省調整的光色、亮度表現組態(tài)，影響了LED調色的度與實用性。
或許對于一般居家情境用的照明調光或是明亮度調整，稍稍有點偏差影響并不大，但若對于光色與調光度要求高的場合，可調光的LED就必需針對需求進一步進行產品優(yōu)化。歸納調光/色LED會產生色偏或是亮度漂移的問題，主要就是LED的光輸出會因為晶粒本身的運行溫度改變而產生對應飄移，因此，只要LED可以透過一感測與回饋機制與LED驅動器搭配，透過的監(jiān)測、及時反饋、調整控制補償輸出，不僅可提升驅動能源的使用效率，也能讓調光/色表現更趨。
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在感測方面，可以利用光傳感器輔助監(jiān)控LED晶粒本身輸出的光通量表現，透過多組光傳感器組合也可以查知LED色光的飄移問題，感測端基本上使用光傳感器就可以解決感測的需求，至于分析與回饋的應用單元，因為分析計算傳感器擷取亮度信息與傳出控制驅動變化信息，這種簡單的自動控制機制采用微控制器(MCU)即可應付需求，再搭配實驗環(huán)境針對燈具再長時間運行下可能發(fā)生的晶粒因持續(xù)累績溫度而影響光輸出的表現狀態(tài)匯整相關數據，作為MCU控制與調校的基本參數，透過LED光源、光傳感器、MCU與驅動器集成后，就可以架構一組可控制穩(wěn)定調光/色的LED照明光源應用產品。
利用光傳感器搭配微控制器改善LED輸出
前述僅大致簡單說明可回饋調校的LED照明光源光色/亮度調整機制，但實際上的LED晶粒在制程、制法、螢光粉的差異，也將影響整體發(fā)光差異，并無法利用同一套驗證參數硬套在每一款燈具產品上。LED使用于照明應用已經是不可擋的趨勢，LED具備壽命超長、能源轉換效率高優(yōu)勢，但LED如何產生高質量白光就是一個頗大的挑戰(zhàn)，一般來說白光LED架構是利用藍光LED技術組合而成，因為藍光LED具備有高亮度、高能源轉換效率優(yōu)勢，而要將藍光轉換成白光，則必須利用具不同光譜波段的螢光粉，填入其晶粒外的光學樹脂或覆材之上，讓藍光LED發(fā)光經過螢光粉反映產生出近似白光的輸出效果。
如此一來，白光LED所產生的白光效果，實際上都無法呈現高顯色指數(Colorrenderingindex;CRI)，CRI參數表現水平，會影響光源重現真實顯色的實際能力，為了改善CRI參數表現，也有另一種做法是利用多種LED光源進行混光，例如透過混合兩種獲更多顏色的LED晶粒所產生的光源，來取得更高質量的白光輸出，但實際上這也會造成多色系統(tǒng)中各種晶粒表現差異更難控制驅動電流與色飄移問題，因為每種光源LED晶粒發(fā)生色飄移的溫度點不同，而多色組成的白光系統(tǒng)若沒有適當搭配光源表現感測、分析與微調機制，將會使輸出光源在長時間使用下變成難以控制的詭異色偏問題。而在使用多色LED晶粒的多色白光系統(tǒng)中，每個色源的輸出會隨著時間t與溫度T而導致輸出飄移，這部分可利用光傳感器搭配微控制器進行讓特定光色回路維持特定光色表現、與要求的色溫(CCT)，透過傳感器與微控制器搭配達到感測、回饋與控制驅動，改正輸出表現設計目的。
低成本光傳感器可大幅改善發(fā)光質量
至于感測與維持調光的關鍵，即在于光傳感器的感測結果，光傳感器并不是太昂貴的零組件，可用于量測多種色光使用，而光傳感器可透過不同的方法與微控制器進行連接，而在完整的色彩控制系統(tǒng)中，微控制器必須能讀取獲得光傳感器的顏色數據，透過驗證校準光傳感器輸出進行初始化，再透過調節(jié)各LED晶粒的驅動器產生所需的輸出光色與亮度。
為了維持光輸出的一致性，LED需要透過恒流驅動器來進行驅動，驅動器的集成技術選項相當多，例如利用線性驅動或是交換式電源驅動均可，選擇的重點在于產品所需要的電壓范圍、能源轉換效率、LED的連接數量等，并不是單一種技術方案的驅動器就能通用，而是要選擇合宜的技術方案來進行集成。先前也有提過，實現LED動態(tài)調光、亮度的關鍵在于透過微控制器去調校驅動器輸出，進而使LED的發(fā)光表現趨于一致，在實作的方式可用微控制器搭配數碼類比轉換器(DAC)或是數碼電位計進行參考電壓的確認，微控制器亦可利用脈沖寬度調變信號(PWM)，控制驅動器進行對應調校動作，但若采行PWM控制驅動必須注意PWM本身的頻率要夠高，否則人眼將可以辨識出PWM造成的光源閃爍，反而成為產品的缺失。
可調光產品亦可利用微控制器集成驅動器
至于對于家用情境，所需要的情境光源控制近來也成為熱門產品，要開發(fā)情境應用調光組件前，設計人員要先確認色彩控制系統(tǒng)所需要的控制功能細節(jié)，例如調校的分辨率、控制方案、控制端是否需要集成無線遠程控制功能等，以便選用合宜的微控制器來進行系統(tǒng)開發(fā)。一般來說，對于能支持多組PWM周邊連接的微控制器，即可用于控制各個LED驅動電路，也能支持不同的光源色彩控制系統(tǒng)，對于來說應該是選用16位元或更高分辨率的PWM周邊進行集成，至于對于色彩控制系統(tǒng)，16位元的微控制器已可應付傳感器傳來的信息、并同時處理LED色彩控制相關的分析與控制處理運算，并不一定需要使用過高階的微控制器，造成料件成本的浪費。
而左右色彩控制關鍵處，即在感測數據與參照調校LED驅動控制的對應數值，是否能正確達到調整正確的發(fā)光驅動值，一般來說傳感器得到的資料會與參考電壓進行校準進而得到一致性的結果，而校準程序中可使用色度計針對LED的不同色光在輸出、光譜回應等利用色彩空間進行數學分析與關聯(lián)，而在校準的實驗過程中，我們可以自系統(tǒng)模型取得一參考控制信息矩陣，這些資料可以燒入微控制器的ROM中，在微控制器每次進行參考比對即可調用提取所需要的參考數據，進而完成LED驅動器的控制調校。
使用LED取代傳統(tǒng)照明光源已經是不可擋的趨勢，在晶粒成本不斷下探，各種驅動模塊、LED燈具產品性價比超越傳統(tǒng)燈具狀態(tài)下，LED燈具汰換傳統(tǒng)燈具只是時間上的問題，只不過目前LED的光表現仍必須在調光進行進一步改善，使用小型微控器搭配多色光LED進行能調節(jié)初初，不僅可以創(chuàng)造適合不同情境的照明需求，也可透過微控制器針對LED的運行狀況進行監(jiān)控與調校，達到zui常使用安全與壽命改善。
