互联照明驱动智能楼宇应用市场快速增长

　　互联照明将通过互联网连接接收和传输信息，这将使照明设备更智能、更节能、更易于管理。结合可见光通信(VLC)技术，将提供室内定位功能，使其应用更加广泛，市场增长空间巨大。本文将展示互联照明相关技术的发展，以及安森美推出的NCL310xx智能LED驱动器的产品特性和优势。全球互联照明市场发展潜力巨大

　　顾名思义，联网照明就是一种可以连接互联网的照明设备，也可以称为智能照明。照明设备可以通过互联网连接，进行远程照明管理，这是智能建筑的基本功能之一。这将通过集成各种传感器(房间占用率、温度、湿度、CO/CO2 ......)并通过 LED、PoE 和 KNX 设备寻址来更有效地管理建筑物中每个房间的使用，从而实现更高效的电力使用并实现更智能的建筑物管理.

　　根据市场调查，全球智能照明市场将从2020年的约89亿美元增长到2027年的预估289亿美元，复合年增长率 (CAGR) 为18.3%。根据来源和时间表，复合年增长率将在15%至30%之间，市场发展潜力巨大。

基于可见光的数据通信技术

　　事实上，可见光通信(VLC)并不是一项新技术。早在1880年代，贝尔实验室就引入了VLC技术，其历史早于无线电和可见光频率范围从400THz(波长 780 nm)到800THz(波长 375 nm)。VLC是一种以可见光为载体的低数据传输速率(kb/s)的数据通信技术。

　　Light Fidelity(Li-Fi)是一种利用VLC在互联网上进行信息传输的方式。一般来说，Li-Fi是以各种可见光源作为信号发射源，通过控制器控制灯的通断，从而控制光源与终端接收器之间的通信。Li-Fi是一种允许双向传输光的 VLC 形式。不同的是，它不使用无线电频谱，而是由装有特殊芯片的LED灯控制，使用可见光谱传输数据。

　　Li-Fi具有高带宽(其带宽是Wi-Fi的10000倍)传输能力。在5 米(16 英尺)距离内使用白色LED时，速度为500 Mbit/s，在实验室条件下使用五个LED时，在更远的距离内速度为100Mbit/s，具有高安全性(室内电脑和移动终端信息不会泄露到室外)和节能功能。虽然Li-Fi灯必须保持点亮才能传输数据，但在继续传输数据的同时，灯可以调暗到人们看不到的程度。

　　此外，VLC技术还可用于室内定位，调光功能(由MCU控制)用于传输数据。由于保持了平均 LED 输出电流，因此加载了人眼无法检测到的信号。当使用外部接收器(智能手机、平板电脑等)时，手机或平板电脑上的图像传感器可以接收和读取数据，然后通过手机处理器计算位置信息。另一方面，目前部分灯具可以采用黄点通信协议，定义PWM频率、占空比、符号率的VLC方案来传输信号。

VLC技术支持定位功能

　　与射频无线通信技术相比，VLC具有更高的抗干扰能力，对反射不敏感(适用于金属环境)，不会受到附近射频发射器的影响，也不会影响其他通信系统。更适用于对电磁干扰敏感的领域，如飞机、医院、有爆炸风险的领域，具有可扩展性。通信信道不会因为使用大量的接收设备而饱和，具有更高的安全性。它本质上仅限于视线范围内的通信(不穿墙)，并且可以根据光源进行定位。另外，VLC系统的复杂度比较低，不需要额外的功放和信号链，

　　使用VLC进行室内定位，可以先为每盏LED灯设置一个唯一的ID，并在建筑物内排列标明灯的位置。然后 LED 可以通过VL 向接收端发送信号。接收器接收信号并解码和计算位置信息。接收器可以是相机镜头(模块)或光电二极管，精度为15厘米。

　　以VLC移动机器人室内定位为例，其定位精度可达几十厘米，抗射频干扰。由于信号仅限于建筑物内部，因此它们本质上是安全的，指令可以通过灯网络单向传输，也可以通过增强的现有射频基础设施双向传输。定位时，灯具的位置和唯一ID会被包含在平面图数据库中，灯具会不断传输其唯一ID，机器人的光学传感器或摄像头模块会捕捉到该ID，然后机器人将三角原理应用于定位。

支持VLC的智能LED驱动系列

　　看好智能建筑市场的发展，onsemi推出了NCL310xx智能LED驱动系列，将通信接口、系统电源、LED驱动和计量功能集成到一颗芯片中。NCL310xx 智能 LED 驱动器旨在高效、单通道或多通道和互联照明应用。

　　NCL310xx 系列高度集成，提供两个辅助DC-DC转换器为微控制器、传感器和其他外围设备供电，包括用于测量和报告输入和输出电流和电压、LED 温度和 DC-DC 电压的精确测量。全方位的故障保护和诊断，覆盖设备、应用和用户的安全。

　　NCL310xx 系列包括集成 DC-DC 转换器的 NCL31000、为多通道应用移除 DC-DC 转换器的 NCL31001 和集成 IEEE802.bt PD(90W) 的 NCL31010。其中，NCL31000 系列具有连接、集成、控制和定位特性，专为 PoE 设计，具有 VLC，支持 RF/MCU 连接(SPI/I2C 串行接口)，集成 97% 效率的 LED 驱动器、3.3V 降压转换器、可调降压2.5-24V 转换器，支持功率计量，具有先进的光学引擎控制能力，真正可调光至黑暗，并通过多通道功能允许混色和环境设置。室内定位精度在30cm以内，可实现VLC和手机通讯。

　　NCL310xx 智能 LED 驱动器系列具有 21.5 V 至 57 V 的宽输入电压范围，适用于专有的 100 W+ 应用。它集成了一个 3.3 V 降压转换器(仅限 NCL31000)、一个可调 2.5-24 V 降压转换器(仅限 NCL31000)和一个高效的降压 LED 驱动器。它支持从 44.4 kHz 到 1 MHz 的可调开关频率，使用内部精密 2.4 V 基准，并能以 0.1% 的精度调光至零。它还具有一流的线性度、约 50 kHz 的高调制带宽、支持 VLC 功能并与 Yellow Dot 兼容。

　　在微控制器重新刷写(热启动)期间，NCL310xx 可由内部 DIM DAC 独立控制，具有低 EMI 参考设计、I2C/SPI 接口和用于测量电压/电流的高精度诊断功能。防止LED短路和开路，支持LED过压/欠压和过流保护，芯片过流保护，芯片和LED过温保护，结温范围40°C至+125°C，48脚提供 QFN 7x 7 封装。这些器件无铅且符合 RoHS 标准。

满足VLC要求的双通道方案

　　NCL31000是onsemi LED驱动器系列的新成员，专为照明应用而设计。它非常适用于 VLC 和管理照明系统，可以处理 100W+ 应用。它集成了 IEEE802.3bt 认证的 PoE-PD 接口和高效降压 LED 驱动器，支持高线性度、高带宽模拟和数字调光以及低至零电流 PWM 调光。

　　NCL31000 包括一个集成的固定 3.3V DC-DC 和一个可调 DC-DC 转换器。诊断模块包括一个 ADC，可以测量输入和 LED 输出电流、电压、LED 温度、DC/DC 电压和电流。快速的安全机制可以保护芯片的关键模块，并且可以与具有灵活的状态报告和中断机制的诊断测量一起使用。NCL31001 与 NCL31000 相同，只是它不包含两个 DC-DC 转换器。NCL31000 和 NCL31001 的组合是双通道解决方案的理想选择。

　　NCL310xx智能LED驱动系列可广泛应用于以下领域;户外照明、建筑照明、室内照明、办公照明、工业照明、剧场照明、医疗照明、温室农业多通道管理照明、显示器中的显示数据(电子墨水价格标签、LED 显示屏)、专业和高端背光- 终端显示器，以及在危险环境中。在进行室内定位时，VLC可以定位资产和产品，引导客户和乘客，辅助仓库自动化和自动导引车定位。

　　onsemi还推出了具有PoE接口的智能LED驱动器评估套件——NCL31010GEVK，支持IEEE 802.3bt。它还具有高效有源桥、Class 6/60W LED驱动能力、RJ45数据直通连接器、通信和控制接口，支持EMI/EMC优化。评估套件包括NCL31010REFGEVB(1英寸外形)带PoE接口的智能LED驱动器参考设计、NCL31010AASGEVB PoE LED驱动器的Arduino适配器扩展板和环通以太网电缆(RJ45)。 结论

　　除了更易于管理和节能的智能楼宇应用外，利用VLC技术传输信息的联网照明设备还具有室内定位功能，具有出色的信息安全性，具有巨大的市场发展潜力。安森美推出的NCL310xx智能LED驱动器系列可广泛应用于室内外互联照明应用，值得有意投资相关产品开发的厂商进一步了解。