技术贴:原来调光器的调光技术和灯具的调光技术不是一回事!

转自互联网

随着人们对于灯光的需求越来越高,照明灯具的控制也从简单的开关控制到0-100%亮度调节,实现过渡平滑、精度高的调光效果。从智能照明调光控制器到调光驱动之间的用来传输调光信号的方式(一般“俗称”调光技术),可以分为模拟调光和数字调光。这和调光驱动到灯具之间的调光技术是两回事,咱们今天主要就是聊一下调光器的调光技术。很多朋友没注意就掉“坑”里了。

一、模拟调光

1、前沿切相(FPC),可控硅调光

可控硅前沿切相调光是广泛应用在智能照明、酒店客控及智能家居领域。该技术来源于纯阻性负载的白炽灯、卤素灯光源的调光,原理也相对简单。在LED的应用中也比较常见,但由于驱动电源的匹配程度不同,前沿切相调光在LED应用中兼容性千差万别。 前沿调光就是采用可控硅电路,从交流相位0开始,输入电压斩波,直到可控硅导通时,才有电压输入。其原理是调节交流电每个半波的导通角来改变正弦波形,从而改变交流电流的有效值,以此实现调光的目的。 前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、容易远距离操纵等优点,在市场上占主导地,多数厂家的产品都是这种类型调光器。前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件,所以又称为可控硅调光器


可控硅前沿切相调光

在LED照明灯上使用FPC调光器的优点是:调光成本低,与现有线路兼容,无需重新布线。劣势是FPC调光性能较差,通常导致调光范围缩小,且会导致最低要求负荷都超过单个或少量LED照明灯额定功率。因为可控硅半控开关的属性,只有开启电流的功能,而不能完全关断电流,即使调至最低依然有弱电流通过,而LED微电流发光的特性,使得用可控硅调光大量存在关断后LED仍然有微弱发光的现象存在,成为目前这种免布线LED调光方式推广的难题。

2. 智能照明后沿切相(RPC)MOS管调光

后沿切相控制调光器,采用场效应晶体管(FET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)设备制成。后沿切相调光器一般使用MOSFET作为开关器件,所以也称为MOSFET调光器,俗称“MOS管”。MOSFET是全控开关,既可以控制开,也可以控制关,故不存在可控硅调光器不能完全关断的现象。另MOSFET调光电路比可控硅更适合容性负载调光,但因为成本偏高和调光电路相对复杂、不容易做稳定等特点,使得MOS管调光方式没有发展起来,可控硅调光器仍占据了绝大部分的调光系统市场。


后沿切相调光

与前沿切相调光器相比,后沿切相调光器应用在LED照明设备上,由于没有最低负荷要求,从而可以在单个照明设备或非常小的负荷上实现更好的性能,但是,由于MOS管极少应用于调光系统,一般只做成旋钮式的单灯调光开关,这种小功率的后切相调光器不适用于工程领域。而诸多照明厂家应用这种调光器对自己的调光驱动和灯具做调光测试。然后将自己的调光产品推向工程市场,导致工程中经常出现用可控硅调光系统调制后切相调光驱动的情况。这种调光方式的不匹配导致调光闪烁,严重的会迅速损坏电源或调光器。

3. 0-10V调光

0-10V的基本原理是改变输入光源的电流有效值以达到调光的目的,即把0-10V的模拟信号,转换成PWM调光信号,是一个模数转化的过程。0-10V调光装置内有两条独立电路,一条为普通的开关电路,用于接通或关断至照明设备的电源,另一条是低压电路,它提供参考电压,告诉照明设备调光级别。0-10V的模拟信号转换成PWM调光信号,这是一个模数转化的过程,而且调光平滑,均匀,是可控硅调光无法比拟的。0-10V调光控制器之前常用在对荧光灯的调光控制上,现在,因为在LED驱动模块上加上了恒定电源,并且有专门的控制线路,故0-10V调光器同样可以支持大量的LED照明灯。但应用缺点也非常明显,低电压的控制信号需要额外增加一组线路,这对施工的要求也相对应提高。


原理:

0-10V 调光方式原理可以对应下图,其横坐标控制电压与右侧的纵坐标光通量的关系为:控制电压0V时,光通量最小约1%,控制电压10V 时,光通量最大100%,在这个调光的过程中,两者呈线性关系。


二、数字调光

1、DALI(数字可寻址照明接口)

DALI是“Digital Addressable LightingInterface 数字可寻址照明接口”的首字母的缩写,是一个数据传输协议,DALI定义了照明电器与系统设备控制器之间的数字通信方式。

DALI标准已经定义了一个DALI网络,包括最大的64个单元(可独立地址),16个组及16个场景。DALI总线上的不同照明单元可以灵活分组,实现不同场景控制和管理。在实际应用中,一个典型的DALI控制器控制多达40~50盏灯,可分成16个组,同时能够并行处理一些动作。在一个DALI网络中,每秒能处理30~40个控制指令。这意味着控制器对于每个照明组,每秒需要管理2个调光指令。DALI并不是真正的点对点网络,它是代替1~10V电压接口控制镇流器。相对于传统的1-10V调光,DALI的优点在于每个节点都具备唯一地址码,并且带反馈,更远距离调光不会像1-10V那样出现信号衰减,但是工程实践中这个距离还是不宜超过200米。

DALI调光的优点不用赘述,缺点仍然是令人讨厌的信号线布置和高昂的成本。值得一提的是目前的DALI调光驱动为了确保单片机随时处于待命状态,在关灯时仍然需要待机耗电。

2. DMX512(或DMX)调光

DMX512协议最先是由USITT(美国剧院技术协会)发展成为从控制台用标准数字接口到控制调光器的方式。DMX512超越了模拟系统,但不能完全代替模拟系统。DMX512的简单性、可靠性(假如能够正确安装和使用的话)以及灵活性使其成为资金允许情况下选择的一种协议。

3、单火线载波调光技术SLC及ready2mains调光

我们若想将非调光传统照明系统升级可调光LED的智能照明系统,总是需要经过复杂的布线,而且会导致成本过高。美莱恩推出的单火线载波调光技术SLC(Single Line Carrier)和锐高推出的ready2mains调光技术,实现了通过交流火线来传输数字编码的调光信号,这简化了布线要求,为传统可切换照明解决方案增加便利性。

单火线调光技术采用全数字传输,能完全没有闪烁,实现了全负载范围0-100%调光,完美兼容现有的装修和使用环境,而接线方式沿用了传统的单火线接线方式,在已装修的公寓,只需要替换为智能调光开关和led数字调光驱动,无需重新装修,也不用增加布线的前提下充分发挥智能照明的优异性能。

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