為了擺脫價(jià)格戰(zhàn)泥淖，照明產(chǎn)業(yè)近年來(lái)積極朝智慧照明發(fā)展，并試圖透過(guò)整合聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境感測(cè)等功能，讓照明設(shè)備具備更多附加價(jià)值。照明設(shè)備走向多功能整合，也為科技產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。

照明與現(xiàn)代人類的生活有著密不可分的關(guān)系，幾乎每個(gè)人類活動(dòng)的場(chǎng)域都可以看到照明設(shè)備。不過(guò)，由于不同場(chǎng)域有不同的應(yīng)用需求，因此在某些特殊領(lǐng)域，照明設(shè)備已經(jīng)不只是用來(lái)照亮環(huán)境，還得扮演環(huán)境感測(cè)或通訊節(jié)點(diǎn)的角色。照明設(shè)備走向多功能整合的趨勢(shì)，讓許多原本跟照明產(chǎn)業(yè)無(wú)關(guān)的科技業(yè)者，也成為照明產(chǎn)業(yè)的一份子。

LED驅(qū)動(dòng)仍為智慧照明主要挑戰(zhàn)所在

臺(tái)灣英飛凌（Infineon）資深行銷經(jīng)理張文貴（圖1）表示，智慧照明的市場(chǎng)需求在近幾年有非常明顯的成長(zhǎng)，特別是在公共照明領(lǐng)域。隨著世界各大城市全力推動(dòng)智慧城市計(jì)畫(huà)，更高能源效率、更多功能的路燈設(shè)備，已開(kāi)始出現(xiàn)在世界各地。

舉例來(lái)說(shuō)，英飛凌目前正跟英特爾（Intel）、eluminocity合作，在歐洲推動(dòng)一個(gè)智慧路燈專案。該專案所使用的路燈上，便搭載了各種環(huán)境感測(cè)器與雷達(dá)系統(tǒng)，當(dāng)路燈照亮的范圍內(nèi)沒(méi)有人車經(jīng)過(guò)時(shí)，可以動(dòng)態(tài)調(diào)低照度，以節(jié)省能源。而且，該智慧路燈不僅只是省電而已，還搭載了警報(bào)、交通流量偵測(cè)、空氣品質(zhì)偵測(cè)、停車管理等功能，甚至還能加掛電動(dòng)車充電樁模組，讓路燈直接為電動(dòng)車充電。

多功能整合是路燈設(shè)備的未來(lái)，因此，電源、感測(cè)元件與嵌入式安全元件，都將在這類應(yīng)用產(chǎn)品中扮演更重要的角色。不過(guò)，也因?yàn)槁窡粼O(shè)備必須在既定空間內(nèi)整合更多功能，因此在LED驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)方面，勢(shì)必要做得更小巧、更高效率，才能把寶貴的空間留給其他功能。為此，英飛凌推出XDP技術(shù)平臺(tái)與CoolMOS與CoolGaN兩大系列產(chǎn)品，來(lái)縮小LED驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)占用的空間。

事實(shí)上，就電源設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，照明系統(tǒng)不僅面臨著LED驅(qū)動(dòng)必須小型化的挑戰(zhàn)，還面臨兩個(gè)互相矛盾的技術(shù)要求：為了減少虛功，各國(guó)政府的法規(guī)都要求路燈必須支援功率因素校正（PFC），但PFC同時(shí)是造成LED頻閃的最主要原因，而頻閃若沒(méi)有適當(dāng)?shù)姆乐螌?duì)策，輕則讓人覺(jué)得不舒服，重則讓人的健康受到損害。因此，如何在省電與人眼的舒適度之間取得平衡，一直是LED照明的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)者最傷腦筋的問(wèn)題。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，國(guó)際電子電機(jī)工程師協(xié)會(huì)（IEEE）已訂立了IEEE Std 1789-2015標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電流的調(diào)變做出建議，以便讓路燈等高亮度LED照明應(yīng)用能在電源效率與人眼的舒適度之間取得比較好的平衡。英飛凌所提出的解決方案，可以很輕松地讓路燈開(kāi)發(fā)者設(shè)計(jì)出符合相關(guān)規(guī)范的應(yīng)用產(chǎn)品。

多元感測(cè)器為照明創(chuàng)造附加價(jià)值

感測(cè)器是智慧照明不可或缺的元素，其中又以環(huán)境光偵測(cè)為最常見(jiàn)的基本功能。藉由環(huán)境光感測(cè)，照明燈具得以判斷其所處環(huán)境的光照情況，進(jìn)而自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，把能源效益發(fā)揮到最大。但除了環(huán)境光感測(cè)外，由于燈具在室內(nèi)環(huán)境中往往位在制高點(diǎn)，是感測(cè)各種室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的絕佳位置，因此在燈具上整合有機(jī)化合物感測(cè)器（VOC）、影像感測(cè)器等感測(cè)器，將是值得觀察的趨勢(shì)。

奧地利微電子（ams）臺(tái)灣區(qū)總經(jīng)理李定翰（圖2）指出，對(duì)智慧燈具來(lái)說(shuō)，搭載環(huán)境光感測(cè)器是最自然的選擇。透過(guò)環(huán)境光感測(cè)器，燈具可以掌握室內(nèi)的光照狀況，進(jìn)而自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，達(dá)到最佳的省電效益。

圖2 奧地利微電子臺(tái)灣區(qū)總經(jīng)理李定翰認(rèn)為，智慧燈具未來(lái)將成為室內(nèi)環(huán)境中非常重要的感測(cè)中樞。

不過(guò)，照度感測(cè)只是最基本的功能，未來(lái)環(huán)境光感測(cè)器支援色溫感測(cè)，將是一大發(fā)展趨勢(shì)。藉由整合色溫感應(yīng)功能，LED燈具還可以視當(dāng)時(shí)環(huán)境自然光的色溫動(dòng)態(tài)調(diào)整，打造出更舒適的光照條件。事實(shí)上，色溫變化對(duì)人的生理時(shí)鐘運(yùn)作會(huì)有很大的影響，因此這種功能未來(lái)必然會(huì)更加普及。

除了環(huán)境光感測(cè)之外，由于燈具在室內(nèi)所處的位置往往在制高點(diǎn)上，又不會(huì)有死角遮蔽，因此在燈具上整合其他感測(cè)器，例如影像、有機(jī)化合物感測(cè)等功能，也是十分理想的選擇。舉例來(lái)說(shuō)，在燈具上添加影像感測(cè)器，再搭配對(duì)應(yīng)的軟體，就可以計(jì)算出室內(nèi)空間有多少人、活動(dòng)狀況又是如何；若在燈具上加裝有機(jī)化合物感測(cè)器，就能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣品質(zhì)的監(jiān)測(cè)，讓空調(diào)系統(tǒng)得以更智慧化地調(diào)節(jié)。