スマートホーム

LED 電球

あらゆるスマートホーム・エコシステムのための、マルチプロトコル、CA Title20 準拠のワイヤレス・ソリューション

ご参加いただきありがとうございます
Works With 2020

複数のプロトコルに渡る接続された認定済みのエンドノード・デバイスを設計するスマート・ホームへの取り組みを促進する支援をいたします。以前ライブで参加できた方々、そして今回初めて参加する方々にもお役にたてる内容です。業界のリーダーから学び、基調講演や技術セッションにぜひご参加ください。すべてオンデマンドでご利用いただけます。

概要

セキュアで、高温対応型のワイヤレス照明ソリューション

家庭では、接続された、エネルギー効率の良い LED 照明が、大幅な省エネを実現し、生活の空間をパーソナライズすることが可能になります。高温耐性が備わった当社のワイヤレス・プラットフォーム、 Zigbee、Z-Wave、Thread、Bluetooth などの当社の幅広い認定ワイヤレス・プロトコル・スタックのポートフォリオのメリットを最大限に活用してください。

設計に関する考慮事項

スマートホーム LED 電球を開発する

スマートワイヤレス接続を LED 電球に追加するにあたっては、いくつかの設計上の課題があります。


低電圧供給用リニアレギュレータ

LED電球は、通常は PMIC や高電圧ディスクリート部品などを含む電子バラストを保有しています。この電子バラストは通常、LED を直流電流で駆動し、入力電圧や温度によって変化しない一定の輝度を達成します。PMIC 補助電源も、マイクロコントローラ(MCU)、1 チップ上のワイヤレスシステム(SoC)、または RF モジュールに給電できますが、一般的には通常、10 ~ 15 ボルトの低電圧で調整されてるため、この電圧を下げ、良好なレベルで安定化された 3 V または 1.8 V の給電をおこなうために、リニアレギュレータが必要になります。


ON/OFF および調光に関する CA Title 20 に準拠

一つの方法では、LED のスイッチオフまたは調光をおこなうために MCU の LED の陰極とアースの間に MOSFET を追加します。本来PMIC が定荷電で設計されている場合は、いくつかの課題を示しています。PMIC を無効化すると補助電源も無効されます。これはオプションではありません。EPA の ENERGY STAR プログラムや California Energy Commission(CEC)の Title 20 Appliance Efficiency プログラムのようなエネルギー効率規定は、待機電流に対して厳しい要件を設けており、CA Title 20 に準拠するには、電球は待機モードでの電力消費が 200 mW より低くする必要があります。ここで課題となるのは、AC 線間電圧を RF トランシーバ効率にまで変換することです。補助電源は、50% より良い効率でおよそ 50 mW を RF モジュールに提供し、静止電流を 100 mW より低くする必要があります。


堅牢な接続のための RF モジュールとアンテナ配置

通常の LED 電球では多くの場合、バラスト基板の周辺に金属シールドがあり、スイッチコンバータからの電磁干渉を最小限に抑えることができます。スマート LED 電源の設計では、シールドとバラストが必要なだけでなく、RF の優れたアンテナも提供します。RF モジュール上のシンプルな PCBアンテナは、モジュールが電球上部付近に垂直に設置された場合に機能することがあります。ただし、これは光の透過を干渉することがあるため、スマート半導体を LED の熱源近辺に配置することになります。設計者は、RF 性能が自分たちの電球のユーザビリティにいかに影響するか慎重に検討する必要があります。消費者にとって、信頼性の高い接続を手に入れることは重要です。


温度をモニターして寿命を延ばす

理想的には、RF モジュールは熱を発生する LED やバラスト電気系からは離れたところに設置すべきですが、これは必ずしも実用的なはわけではありません。製品の信頼性は、LED やワイヤレス SoC の温度を監視することで向上する可能性があり、LED を調光することで、熱の発生を制限できます。LED の近くにサーミスタを設置すると LED の温度を監視できますが、ワイヤレス SoC ではオンチップ型の温度センサーを搭載することができます。

ブロック図
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リソース

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