先进控制/通讯技术就位 智能照明应用大放异彩

　　智能照明（Smart Lighting）可视为智能电网（Smart Grid）的延伸，在整个智能化能源管理产业及智能家庭的发展上皆扮演重要角色。

　　与传统照明方案相比，智能照明最大差异在于可引进发光二极体（LED）、通讯、自动化控制及环境感测功能，因此新的灯具系统设计也增添不少技术挑战，如何在相容传统灯具的前提下，循序渐进朝智能照明发展，已成为供应链业者首要努力方向。

　　NEMA/IEC推灯具标准　智能照明时代加速来临

　　着眼于此，美国电器製造商协会（NEMA），以及国际电工委员会（IEC）等标准组织皆已相继投入研拟新一代智能照明灯具系统标准，并可望于2014年揭露技术架构及功能性安全等规范雏型，将有助具通讯与自动控制功能的智能照明应用加速成形，为照明产业及通讯供应链引来新商机。

　　

　　图1 UL***工程部专案经理刘耀文提到，各国照明政策将是影响当地导入智能照明系统快慢的关键。

　　UL***工程部专案经理刘耀文（图1）表示，智能照明发展风潮势不可当，各大国际标准组织正马不停蹄展开智能照明系统相关规范的探讨，其中，尤以北美的NEMA协会进展最快，该协会的核心成员UL已计画于今年底前提案，并于2014年起草智能照明灯具标准。

　　除灯具系统外，该标准还将一并纳入智能照明控制软体、连接介面和功能性安全等考量，以建立智能照明共通平台，加速扩大市场规模，同时也避免消费者全面换装智能照明系统而垫高成本。

　　刘耀文强调，NEMA标准一向扮演照明产品进入北美市场的把关者，且欧洲、日本等国家也多以此做为该国标准的依据，足见其影响力不容小觑。现阶段，该协会正广泛涉足建筑、公共设施、路灯/交通号誌及家庭的智能照明灯具及互通机制研究，将成串连照明与ICT产业的重要推手。

　　除了NEMA以外，IEC近期也已成立TC34小组委员会，加紧研拟新一代灯具系统标准。儘管目前该小组还停留在定义智能照明系统的初步阶段，但包括测试验证方法、应用覆盖范围，甚至是能源采集（Energy Harvesting）等周边应用技术都已纳入小组会议排程，未来几年可望成为全球重要的智能照明标准参考来源，对相关解决方案商用化将有极大的助益。

　　刘耀文认为，随着两大国际标准组织开始勾勒智能照明愿景，包括国际照明大厂、LED灯源、封装与驱动电路解决方案供应商，以及通讯芯片业者皆已竞相加码投资，将使整个智能照明产业链活络起来，并促进照明技术不断翻新。

　　智能照明蓄势待发　LED驱动器/封装掀革

　　为与传统照明系统灯具架构相容，智能照明的LED驱动器与封装技术变革已率先启动。由于智能照明系统电路板设计空间极为有限，因此LED驱动器与封装业者已加速研发整合驱动电路及LED光源的光电一体化方案，以及DOB（Driver on Board）和COB（Chip on Board）等新式封装技术。

　　

　　图2 NPD DisplaySearch分析师畲庆威认为，日本和美国市场对智能照明系统的需求正持续上升。

　　NPD DisplaySearch分析师畲庆威（图2）表示，北美、日本及中国大陆正全力推广节能政策，并以补贴方式鼓励民众及企业换装LED灯具，遂给予 LED照明破旧立新的动能，加快整个产业的发展脚步。随着LED产品价格逐渐逼近传统照明方案，渗透率与日俱增，更前瞻的智能照明概念也应运而生，已吸引飞利浦（Philips）、欧司朗（OSRAM）、东芝（Toshiba）及Rambus等照明方案供应商竞相发动新产品攻势。

　　不过，LED智能照明除须增加通讯、感测及智能化自动控制功能外，更重要的是要相容传统灯具，以避免大幅度的照明系统变动而影响消费者采用意愿，同时降低整体安装成本。畲庆威强调，在照明系统的体积限制下，LED驱动芯片商与封装业者已将整合驱动电路及光源的光电一体化LED设计视为布局重点，紧锣密鼓开发新的LED驱动IC，以及DOB和COB等微型化封装解决方案。

　　畲庆威分析，以飞利浦最新推出的智能照明解决方案--hue为例，即采光电一体化的设计，并结合ZigBee、LED灯及行动装置应用程式，提供调光及无线网路控制功能。摊开hue物料清单（BOM）成本列表，非驱动电路的LED光源与散热机构仅占15%左右，而整合通讯与控制方案的驱动电路则高达 75%，足见驱动电路设计将是推进智能照明发展的重心。

　　据悉，目前包括德州仪器（TI）、快捷（Fairchild）及戴乐格半导体（Dialog Semiconductor）皆致力研发低功耗、小尺寸及更高功能整合度的LED驱动IC，并将搭配ZigBee、低功耗蓝牙（BLE）或数位可定址介面 （DALI）等相关控制技术。

　　至于LED封装厂则加码投资中高功率LED的DOB、COB产线，以直接将LED驱动IC、印刷电路板与灯具结合，协助系统业者实现光电一体化架构，满足智能照明系统的要求。

　　智能照明不仅牵动LED驱动器架构转变，也将促进新的电路布局及调光（Dimming）技术陆续现身，从而实现更便利、更低成本的数位化控制方案。