中心議題：

• LED照明燈具開關自動控製原理
• 光敏傳感器與LED燈具的結合應用
• 紅外線傳感器與LED燈具的結合應用
• LED燈具的過溫保護設計

解決方案：

• 溫度傳感器做LED燈具的過溫保護

LED照明燈具與傳統的照明燈具最大的區別，LED照明燈具是一個完全的電子產品，而傳統的照明燈具僅是一個電器產品。因此LED燈具可以很方便地與各種類型的傳感器關聯，從而實現光控、紅外控製等多種自動控製功能。如LED路燈的自動開關，用一個光敏傳感器就可簡單實現；社區夜間走道和庭院照明，可以用紅外傳感器采集人類活動信息，自動開閉照明燈具......

LED照明燈具開關自動控製

光敏傳感器與LED燈具組合

風光電LED路燈是一種高度智能化和無人值守的道路照明燈具，利用風力、陽光發電，用蓄電池儲能，因此能源的自動管理是十分重要的。光敏傳感器是比較理想的因天亮、天暗（日出、日落）時照度變化而能控製電路自動開關的電子傳感器。圖2所示是一種光敏傳感器的外貌。圖3是光敏傳感器的光敏電阻板
，它對光線的明暗亮度十分敏感。圖4是光電轉換的基本原理圖。光控LED燈具照明係統工作原理如圖1所示。

光敏傳感器，可根據天氣
、時間段和地區自動控製商場LED照明燈具開閉。在明亮的白天通過減少其輸出功率來降低耗電量，與使用熒光燈時相比，店鋪麵積為200m2的便利店最大可降低53％的耗電量。壽命也長達約5--10萬小時。一般情況下，LED照明燈具的壽命為4萬小時左右
；發光的顏色也可采用RGB多彩變幻的方式
，使商場燈光更多彩

，氣氛更活躍
；與配套使用黃色熒光體的原藍色LED相比
，配套使用紅、綠
、藍三色熒光體的紫色LED的演色性更高。

紅外傳感器與LED燈具組合

紅外傳感器是靠探測人體發射的紅外線而工作的。主要原理是：人體發射的10um左右的紅外線通過菲涅爾濾光透鏡增強後聚集到熱釋電元件PIR上
，當人活動時紅外輻射的發射位置就會發生變化
，該元件就會失去電荷平衡
，發生熱釋電效應向外釋放電荷，紅外傳感器(PIR)將jiang透tou過guo菲fei涅nie爾er濾lv光guang透tou鏡jing的de紅hong外wai輻fu射she能neng量liang的de變bian化hua轉zhuan換huan成cheng電dian信xin號hao

，即ji熱re電dian轉zhuan換huan。在zai被bei動dong紅hong外wai探tan測ce器qi的de探tan測ce區qu內nei無wu人ren體ti移yi動dong時shi
，紅hong外wai感gan應ying器qi感gan應ying到dao的de隻zhi是shi背bei景jing溫wen度du
，當dang人ren體ti進jin人ren探tan測ce區qu
，通tong過guo菲fei涅nie爾er透tou鏡jing，熱re釋shi電dian紅hong外wai感gan應ying器qi感gan應ying到dao的de是shi人ren體ti溫wen度du與yu背bei景jing溫wen度du的de差cha異yi，信xin號hao被bei采cai集ji後hou與yu係xi統tong中zhong已yi存cun在zai的de探tan測ce數shu據ju進jin行xing比bi較jiao以yi判pan斷duan是shi否fou真zhen的de有you人ren等deng紅hong外wai線xian源yuan進jin入ru探tan測ce區qu域yu。

被動式紅外傳感器有三個關鍵性的元件：菲涅爾濾光透鏡，熱釋電紅外傳感器(PIR)和匹配低噪放大器。菲涅爾透鏡有兩個作用：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射在PIR上：二是將探測區內分為若幹個明區和暗區
，使進入探測區的移動物體（人）能以溫度變化的形式在PIR上產生變化的熱釋紅外信號。一般還會匹配低噪放大器，當探測器上的環境溫度上升，尤其是接近人體正常體溫(37℃)時，傳感器的靈敏度下降
，經由它對增益進行補償
，增加其靈敏度。輸出信號可用來驅動電子開關，實現LED照明電路的開關控製。圖5是紅外傳感器外貌，圖6 是紅外傳感器內部結構與內部電路圖。圖7 是帶紅外傳感器的LED照明燈具，這是一款E27標準螺口燈頭的燈具，它的電源適用範圍是 AC180V-250V (50/60Hz)
， 紅外傳感器檢測範圍大約在3M—15M，它的標準產品 IFS-Bulb 3W燈具達80 lm ，5W燈具達140 lm 。在LED光源模塊的中央部分嵌入紅外線傳感器。一旦紅外傳感器檢測到人的體溫，LED電燈泡將會在50秒內自動開啟與關閉。適用於任何一種室內應用
，如走廊、儲藏室、樓梯和大廳入口處。 [page]
yuhongwaichuanganqiyingyongxiangfangdechaoshengbochuanganqijinnianzaizidongtanceyidongwutizhongdedaogengduodeyingyong。chaoshengbochuanganqizhuyaoliyongduopuleyuanli，tongguojingzhenxiangwaifashechaoguorentinengganzhidegaopinchaoshengbo，yibandianxingdexuanyong25～40kHz波bo，然ran後hou控kong製zhi模mo塊kuai檢jian測ce反fan射she回hui來lai波bo的de頻pin率lv
，如ru果guo區qu域yu內nei有you物wu體ti運yun動dong
，反fan射she波bo頻pin率lv就jiu會hui有you輕qing微wei的de波bo動dong，即ji多duo普pu勒le效xiao應ying，以yi此ci來lai判pan斷duan照zhao明ming區qu域yu的de物wu體ti移yi動dong
，從cong而er達da到dao控kong製zhi開kai關guan的de目mu的de。圖tu8是超聲波傳感器和微處理器組合的應用方案。

超聲波的縱向振蕩特性，可以在氣體、液體及固體中傳播且其傳播速度不同

；它還有折射和反射現象
，在空氣中傳播其頻率較低，衰減較快，而在固體、液(ye)體(ti)中(zhong)則(ze)衰(shuai)減(jian)較(jiao)小(xiao)，傳(chuan)播(bo)較(jiao)遠(yuan)。超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)正(zheng)是(shi)利(li)用(yong)超(chao)聲(sheng)波(bo)的(de)這(zhe)些(xie)特(te)性(xing)。超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)敏(min)感(gan)範(fan)圍(wei)大(da)，無(wu)視(shi)覺(jiao)盲(mang)區(qu)，不(bu)受(shou)障(zhang)礙(ai)物(wu)幹(gan)擾(rao)等(deng)特(te)點(dian)，這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)在(zai)商(shang)業(ye)和(he)安(an)全(quan)領(ling)域(yu)被(bei)使(shi)用(yong)25年多了
，已經被證明是檢測小物體運動最有效的方法。因此與LED燈具組成係統可靈敏控製開關。


由於超聲波傳感器靈敏度高，空氣振動、通風采暖製冷係統及周圍鄰近空間的運動都會引起超聲波傳感器產生誤觸發
，所以超聲波傳感器需要及時校準。表1是關於紅外PIR傳感器和超聲波傳感器的性能比較。

表1：被動紅外傳感器和超聲波傳感器性能比較


溫度傳感器做LED燈具的過溫保護

溫度傳感器NTC做LED燈具的過溫保護被比較早的廣泛應用。LED燈具如采用大功率LED光源，就必須采用多翼的鋁散熱器
，由於室內照明用的LED燈具本身空間很小，散熱問題到目前還是最大的技術瓶頸之一。LED燈具散熱不爽的話
，會導致LED光源因過熱而早期光衰。LED燈具開啟後熱量還會因熱空氣自動上升而向燈頭富集
，影響電源的壽命（圖9）。因此在設計LED燈具時可以在鋁散熱器靠近LED光源方緊貼一個NTC，以便實時采集燈具的溫度，當燈杯鋁散熱器溫度升高時可利用此電路自動降低恒流源輸出電流
，使燈具降溫；當燈杯鋁散熱器溫度升高到限用設定值時自動關斷LED電源，實現燈具過溫保護，當溫度降低後
，自動再將燈開啟（圖10）。

結語

正因為LED燈具是一個完整的電子產品，隨著LED燈具結構多樣化、應用擴大化，隨著LED照明燈具設計的更多的創意、創新，將有更多的傳感器被結合應用在LED照明和亮化工程的係統中去。一個智能化的LED照明新時代正在到來
，人類的照明生活將越來越亮堂和舒適。