LED新能源低碳環保論文範文
飛思卡爾半導體公司系統工程師 高德鈞(Vincent Ko)發光二級管（LED）技術面世已有大約半個世紀。發光二級管是一種能在電壓出現偏差時發光的半導體裝置。由於具有低功率和低電壓執行的特點，該技術很快應用於各種電子裝置的狀態指示。
LED技術的使用壽命通常非常長，一般可達10 年，遠遠長於其它傳統照明技術（例如白熾燈管和熒光燈管）。這就使人們非常希望將LED技術應用到更廣泛的照明應用中。最近面世的新技術使LED 能夠達到更高的功率水平。LED 能夠達到一瓦特的水平，有些甚至高達5 瓦特，每瓦特能發出18-44流明（lumen）的光亮。這種LED裝置稱為高亮LED（HB-LED）。由於效率方面的明顯改進，HB-LED正被迅速用於多種照明應用。
下面是這些應用的一些例子：•； 交通訊號燈•； 平面顯示裝置的背景照明裝•； 閃光燈•； 家庭照明HB-LED 具有非線性I-V 特徵，非常類似於二極體，HB-LED 只能在直流電單向輸送到裝置時才能點亮，一般稱之為正向電流IF。透過HB-LED 的壓降則稱為正向電壓VF。要讓HB-LED 實現最高亮度，透過HB-LED的正向電流必須保持恆定水平。在一般的1W HB-LED 而言，正向電流需保持在大約350mA的水平，而相應的正向電壓則大約為3.4V，HB-LED 便能達到其最大亮度。正向電流IF 和正向電壓VF 有著非常緊密的關係，VF 出現小的變化亦會引起IF 發生較大的改變。HB-LED驅動的理想電源是恆定電源。
實際上，恆定電流通常透過閉合迴路電流控制直流-直流轉換器（DC-DCconverter）來實現。市場上有很多基於獨立模擬元件、成本相對較低的DC-DC轉換器解決方案。然而，基於微控制器（MCU）的解決方案可為系統設計帶來更大的靈活性。除了普通照明以外，這種控制器還能為最終應用提供足夠的`處理功能以支援額外的特性。因此它仍然具有較大的吸引力。基於MCU 的設計的部分優點如下：
（1）燈光亮度調節和閃爍可以透過MCU 軟體輕鬆實現，而無需向系統中增裝其它元件。
（2）不同功率或不同品牌的HB-LED 具有不同的特徵，MCU可以透過軟體程式設計以滿足不同的驅動要求。在這種情況下，照明裝置製造商可以減少庫存的型別，進而簡化物流處理工作。
（3） 許多MCU具有晶片快閃記憶體，可以用於應用中的資料儲存。例如，在實施燈光亮度控制功能時，晶片快閃記憶體可用於儲存亮度級別。每次開啟燈光時可以自動恢復上一次的亮度級別。
（4） 除照明外，MCU 還可以處理幾種功能，如不同型別的連線標準（如Zigbee、RS232 和LIN 等）亦可以透過MCU晶片模組輕鬆實施。拓撲HB-LED驅動需要恆定電源。它通常需要閉環控制。有時系統採用電池供電，電池電壓會隨時間而不斷下降。
在電池電量全部用完之前，需要反饋控制迴路來保持恆定的驅動電流。此外HB-LED的正向電壓VF 會隨周圍環境溫度的變化而變化，因此需要閉環控制來補償VF 的變化，以便保持正向電流IF 以及HB-LED 亮度的穩定。