不少終端系統(tǒng)廠商從目前白熾燈的市場(chǎng)出發(fā)，利用無(wú)線技術(shù)，完成可控硅調(diào)節(jié)白熾燈的改造。然而照明接收端的無(wú)線射頻信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)，很難實(shí)現(xiàn)無(wú)線調(diào)節(jié)可控硅。此報(bào)告利用零點(diǎn)檢測(cè)電路、易能森射頻模塊的無(wú)線接收和延時(shí)觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)可控硅驅(qū)動(dòng)照明的無(wú)線調(diào)節(jié)。

　　關(guān)于調(diào)光方式和無(wú)線調(diào)光的需求：

　　可控硅整流元器件通過改變輸出電壓的有效值來(lái)降低負(fù)載功率。其原理是將輸入電壓的波形通過導(dǎo)通角斬波，產(chǎn)生切相輸出的電壓波形。可控硅調(diào)光的工作效率高，性能穩(wěn)定，適用于工作在幾百豪安至十幾安電流的白熾燈。通過PWM調(diào)光具有極高的精度和調(diào)光效果。接入額外的脈沖寬度調(diào)節(jié)信號(hào)，通過改變此脈沖信號(hào)占空比來(lái)調(diào)整功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極控制信號(hào)，而改變導(dǎo)通角的大小。PWM調(diào)光最大的問題是需要控制線路。由于傳統(tǒng)燈具只有兩個(gè)電觸點(diǎn)，如果加上PWM調(diào)光的功能，需要改變燈具設(shè)計(jì)，增加控制線，因此很難順暢做到替換性改造。目前照明市場(chǎng)正在逐步完成對(duì)于照明系統(tǒng)可調(diào)光式、智能化的改造。無(wú)線的調(diào)光方案可以增加改造的靈活性，節(jié)省空間，并且節(jié)約控制線成本。

　　關(guān)于易能森無(wú)線射頻模塊和易能森聯(lián)盟：

　　易能森的無(wú)線傳感器、開關(guān)控制模塊運(yùn)用無(wú)源低功耗的理念，即無(wú)線傳輸信號(hào)且不需要電池電源，主要針對(duì)智能樓宇、智能家居的應(yīng)用和現(xiàn)有樓宇的智能化改造。

　　易能森智能開關(guān)使用機(jī)械能轉(zhuǎn)換電能供電方式發(fā)送射頻信號(hào)。在中國(guó)采用868.3MHz頻段，易能森無(wú)線射頻通訊協(xié)議和設(shè)備協(xié)議的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。在不需維護(hù)和供電的條件下，可在室內(nèi)維持20-30m的傳播距離。

　　該協(xié)議最初由德國(guó)易能森（EnOcean）公司提出，并且成立易能森聯(lián)盟（EnOcean Alliance）進(jìn)行推進(jìn)，目前聯(lián)盟擁有超過350家成員公司，包括西門子、霍尼韋爾、施耐德、立維騰、德州儀器、ABB、通用電氣、歐司朗、沃達(dá)邁、清華同方、羅姆、歐姆龍、尚飛、萬(wàn)可、卡萊菲、思默康、公牛、聯(lián)想、華為、普天、杜亞、天溯、賽易科、中科聯(lián)眾，等等。

　　在智能照明領(lǐng)域中，易能森包含的應(yīng)用包括開關(guān)、人體感應(yīng)、光照度傳感器等。

　　易能森無(wú)線調(diào)節(jié)可控硅照明電路詳解：

　　交流過零檢測(cè)電路（圖1）：該電路在交流電的過零點(diǎn)前產(chǎn)生約200us的脈沖信號(hào)，并且做了光耦隔離保護(hù)。利用三極管的通斷，控制輸出的電平高低。當(dāng)基級(jí)電壓低于0.7V時(shí)，輸出端為低電平。因?yàn)槎堂}沖在電壓接近0V時(shí)觸發(fā)，所以在市電條件下，僅產(chǎn)生200mW左右的功耗。

　　圖1：交流過零檢測(cè)電路

　　電路圖中，經(jīng)過限流電阻、橋式整流電路和限壓二極管，經(jīng)過PNP的通斷控制，并在光耦元器件前加入R4和C1為了防止電流和電壓尖脈沖造成誤觸發(fā)。最后加入由3.3V供電的光耦隔離器件進(jìn)行電氣隔離，作用是保護(hù)電路后面的數(shù)字部分功能電路。

　　易能森無(wú)線接收模塊（圖2）：易能森TCM300是一款射頻收發(fā)和8051CPU集成的SOC模塊，主頻為16MHz，內(nèi)置32kB的Flash和2kB的SRAM。其內(nèi)部的資源包括14個(gè)IO口，10-bit ADC， 8-bit DAC，UART串口通信，多路PWM輸出。在睡眠模式下，消耗電流為0.2uA。在接收工作模式下，接收信號(hào)的消耗功率控制在0.1W以下。

　　圖2：易能森無(wú)線接收模塊

　　易能森接收模塊接在過零檢測(cè)電路的過零信號(hào)輸出之后，判斷零點(diǎn)檢測(cè)電路的下降沿中斷，（在市電條件下，每一個(gè)周期會(huì)有兩個(gè)過零脈沖，即每10ms一次脈沖）。每次下降沿中斷后延時(shí)輸出信號(hào)（延時(shí)時(shí)間為0-10ms），加入一個(gè)定時(shí)器中斷，通過控制延時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)短，控制可控硅的導(dǎo)通間隔，即控制交流的相位，流程如圖3所示。

　　在硬件上，增加一路學(xué)習(xí)按鍵和一路發(fā)光二極管用于無(wú)線配對(duì)。留出兩路燒錄口、檢測(cè)過零點(diǎn)接收口和可控硅控制口。

　　圖3：調(diào)光軟件流程

　　易能森無(wú)線發(fā)射模塊（圖4）：易能森無(wú)線發(fā)射模塊已包含機(jī)械能轉(zhuǎn)換電能的能量采集部件、電源管理模塊、編譯完成的射頻模塊和4路開關(guān)模具。所有的自定義功能均在易能森接收端完成，用戶可以直接將易能森發(fā)射端作為按鍵成品使用。每一路按鍵的功能可由用戶自定義，可單定義為照明開關(guān)，也可以定義為其它調(diào)控功能。例如，用易能森按鍵完成本報(bào)告的調(diào)光功能。調(diào)光功能可由兩路按鍵完成，每次按鍵按下和彈起都會(huì)有射頻信號(hào)發(fā)送。接收端會(huì)通過判斷按下和彈起的時(shí)間間隔判斷是開關(guān)模式或調(diào)光模式。此間隔通常在500ms。小于500ms，為開關(guān)模式，關(guān)掉后過零中斷口和定時(shí)器中斷也關(guān)閉。大于1s，進(jìn)入調(diào)光模式。定時(shí)器的中斷時(shí)間會(huì)隨按下加亮鍵（減亮鍵）的間隔減少（增加）。

　　圖4：易能森無(wú)線發(fā)射模塊

　　光耦觸發(fā)可控硅電路（圖5）：MOC3023為光耦器件，并以此模塊設(shè)計(jì)的控制可控硅電路。輸入信號(hào)控制可控硅的斷通，從而控制輸出負(fù)載的斷通，來(lái)改變白熾燈的亮度。

　　圖5：光耦觸發(fā)可控硅電路

　　結(jié)束語(yǔ)

　　本報(bào)告應(yīng)用實(shí)踐了基于易能森無(wú)線射頻模塊的可控硅調(diào)光功能，突出了易能森模塊可編譯控制外部電路，無(wú)線性能可靠，在照明改造應(yīng)用中低耗材、低空間、低功耗、無(wú)需維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。

　　圖6：易能森無(wú)線模塊調(diào)控可控硅驅(qū)動(dòng)照明電路原理圖

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