“調光技術大類分為有線和無線,無線調光的優點是靈活易于安裝,缺點是容易受到干擾,控制范圍有限。在追求穩定可靠性的應用的場合,有線調光更適合。本篇介紹常見的三種有線調光技術:0-10V ,切相調光和DALI調光。”
三大有線調光系統對比:
01 0-10V調光
1.1 0-10V調光原理
0-10V 調光是一種用于0 到 10 伏之間的直流電壓 (DC)控制燈光亮度的方法。它可以平穩運行并調低至 10%、1% 甚至 0.1% 的亮度水平。
常用的還有1-10V調光,區別在于啟亮和關斷電壓不同,0-10V在0.3V時啟亮,1-10V在0.7~0.8V啟亮,不會將燈具調到關閉。
0-10V調光接線圖
1.2 0-10V調光電源
對于小功率調光電源,為降低成本,常用單級反激電路,電源IC在原邊,0-10V調光信號也需要傳送到原邊,可以用隔離變壓器傳輸調光信號。
現在也有很多三合一調光轉換IC(0-10V,PWM,可調電阻),經ADC采樣,轉成PWM信號,通過光耦隔離傳輸到原邊。
02 切相調光
2.1 切相調光原理
切相調光是一種通過調節供電的導通角來改變電壓輸入有效值,以此實現調光目的的模擬調光方式,具體可分為前沿切相調光和后沿切相調光兩種。
前沿切相調光:通常采用可控硅作為開關器件,可稱為可控硅調光,又叫前沿相位控制、前切。在交流相位0度開始,輸入電壓被斬波,直到可控硅導通時,才有電壓輸入。
后沿切相調光:一般使用MOSFET做為開關器件,可叫做MOSFET調光,又稱后沿相位控制、后切。與前沿不同,其核心在相位過零處便開啟MOS管導通,然后在交流半周期內延時再關斷。
切相調光器一般為單火線接法
2.2切相調光電源
切相調光器早期是為傳統白熾燈和鹵素燈所設計,需要接阻性負載,LED照明普及后,相應的LED驅動電源需要呈現接近阻性負載形式,所以輸入需要一級PFC電路,早期常用Boost PFC+flyback恒流調光電路,或者Flyback PFC+buck恒流調光電路。
調光信號的產生,早期電路在整流橋后檢測線電壓,通過比較器生成PWM調光信號,通過光耦傳輸到次級調光IC。
為降低成本,現在較常用隔離的單級反激電路,或者不隔離的buck-boost電路。
紅色-整流器后電壓,綠色-輸入電流,藍色-LED電流
從波形可以看出,單級調光電路在切相部分LED電流需要靠電容維持,LED電流有一個2倍工頻的紋波,紋波太大時會有頻閃現象。
03 Dali調光
3.1 Dali系統
DALI全稱“Digital(數字) Addressable(可尋址) Lighting(照明) Interface (接口)”,問世于上世紀90年代中期(作為IEC 60929 標準的一部分),后成為一個獨立的國際通用燈光設備控制通信協議標準(IEC62386標準),經過多年發展,DALI聯盟對DALI協議進行了更廣泛的擴展并引入了認證計劃,包括已發布的DALI-2、D4i和DALI+等標準。
一個DALI系統需要同時具備控制設備(發出指令)、控制裝置(接收指令)、總線電源(給DALI調光總線供電)三個部分,但可根據不同應用場景,選擇不同的設備。
3.2 Dali調光電源
DT6和DT8
Dali調光電源常遇到一個問題是DT6和DT8是什么?
IEC 62386-102 :General requirements - Control Gear 通用需求- 控制裝置。定義了總線上的 Control Gear 到底是什么類型,不同的 Device Type 代表不同類型的 Control Gear,也代表了這種 Control Gear 擁有的擴展的特性。
DT6是Device Type 6的縮寫, 就是 DALI 調光 LED 驅動電源 (DALI Dimmable LED Driver)。
DT8是Device Type 8的縮寫, 是指雙路輸出支持可調色溫燈具的 LED 驅動電源 ( DALI Tunable White LED Driver) 或者更多路輸出支持 RGB 調色燈具的 LED 驅動電源 ( DALI RGB Dimmable LED Driver )。
為什么要有DT8?
在 DT8 的標準制定之前, 如果應用中需要調節色溫,一般的做法是用兩個 DT6 的裝置(當然也有可能是一個雙路輸出電源中包含兩個邏輯獨立的 DT6 裝置)分別接 CW (Cold White,冷白) 和 WW (Warm White, 暖白) 兩路不同色溫的光源, 然后通過主機分別調節兩路控制裝置輸出等級, 這樣一來光輸出混合后的色溫和亮度也會隨之變化。
如果要調節 RGB 顏色, 和調節色溫類似, 只是需要更多的 DT6 裝置分別接多路不同顏色的光源。從調節的結果來看, 只使用 DT6 也能達到對燈具調節色溫或者 RGB 顏色的目的。不過,這種方式的缺點也是顯而易見的:需要在總線上占用兩個或者更多的控制裝置的地址,色溫或者 RGB 顏色的調節特性全部在主機側完成,一致性和兼容性很難保證,使用多個獨立的控制裝置增加了系統的成本和復雜性,也要求更多的安裝空間。
而符合 DT8 標準的控制裝置由于只占用一個地址,將調節色溫和顏色的特性都集成到內部,所以能很好地解決上面的問題,更易使用。
DALI電源中小功率常用Boost PFC+Flyback拓撲,大功率常用Boost PFC+LLC拓撲。
Dali調光信號的傳輸,需要用DIM interface電路,用光耦做隔離傳輸。
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