學無止境,五種LED照明調光控製方式詳解
發布時間:2014-12-22 責任編輯:sherryyu
【導讀】控製係統和光源電器不匹配成了行業內的通病,同時LED的多元化也對控製係統也提出了更高的挑戰。如果控製係統和照明設備不配套,可能會造成燈光熄滅或閃爍,並可能對LED的驅動電路和光源造成損壞。本文為大家介紹了LED照明的五種調光控製方式,供大家學習。
LED的發光原理同傳統照明不同,是靠P-N結發光,同功率的LED光(guang)源(yuan),因(yin)其(qi)采(cai)用(yong)的(de)芯(xin)片(pian)不(bu)同(tong),電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)參(can)數(shu)則(ze)不(bu)同(tong),故(gu)其(qi)內(nei)部(bu)布(bu)線(xian)結(jie)構(gou)和(he)電(dian)路(lu)分(fen)布(bu)也(ye)不(bu)同(tong),導(dao)致(zhi)了(le)各(ge)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)的(de)光(guang)源(yuan)對(dui)調(tiao)光(guang)驅(qu)動(dong)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong)。
因此控製係統和光源電器不匹配也成了行業內的通病,同時LED的多元化也對控製係統也提出了更高的挑戰。
如果控製係統和照明設備不配套,可能會造成燈光熄滅或閃爍,並可能對LED的驅動電路和光源造成損壞。
市場上有五種LED照明設備控製方式:
1、前沿切相(FPC),可控矽調光
2、後沿切相(RPC)MOS管調光
3、1-10VDC
4、DALI(數字可尋址照明接口)
5、DMX512(或DMX)
1、前沿切相控製調光
前沿調光就是采用可控矽電路,從交流相位0開始,輸入電壓斬波,直到可控矽導通時,才有電壓輸入。
其原理是調節交流電每個半波的導通角來改變正弦波形,從而改變交流電流的有效值,以此實現調光的目的。
前沿調光器具有調節精度高、效率高、體積小、重量輕、容易遠距離操縱等優點,在市場上占主導地,多數廠家的產品都是這種類型調光器。
前沿相位控製調光器一般使用可控矽作為開關器件,所以又稱為可控矽調光器在LED照明燈上使用FPC調光器的優點是:調光成本低,與現有線路兼容,無需重新布線。劣勢是FPC調光性能較差,通常致調光範圍縮小,且會導致最低要求負荷都超過單個或少量LED照明燈額定功率。
因為可控矽半控開關的屬性,隻有開啟電流的功能,而不能完全關斷電流,即使調至最低依然有弱電流通過,而LED微電流發光的特性,使得用可控矽調光大量存在關斷後LED仍然有微弱發光的現象存在,成為目前這種免布線LED調光方式推廣的難題。
E-Linker易聯專業研發的前沿切相LED調光驅動很好的解決了這個問題,通過驅動電路的“C-TURNOFF”技術優化避免“關不斷”和“頻閃壞燈”等難題。
匹配E-Linker易聯前切相LED調光驅動的各類燈具可以與其他可控矽調光係統完美匹配,為用戶節省了線材及布線工時,解決了可控矽LED調光匹配性及不可關斷的混亂格局。

圖:前沿切相接線原理和前沿切相轉PWM
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2、後沿切相控製調光
後沿切相控製調光器,采用場效應晶體管(FET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)設備製成。後沿切相調光器一般使用MOSFET做為開關器件,所以也稱為MOSFET調光器,俗稱“MOS管”。
MOSFET是全控開關,既可以控製開,也可以控製關,故不存在可控矽調光器不能完全關斷的現象。
另MOSFET調光電路比可控矽更適合容性負載調光,但因為成本偏高和調光電路相對複雜、不容易做穩定等特點,使得MOS管調光方式沒有發展起來,可控矽調光器仍占據了絕大部分的調光係統市場。
與前沿切相調光器相比,後沿切相調光器應用在LED照明設備上,由於沒有最低負荷要求,從而可以在單個照明設備或非常小的負荷上實現更好的性能,但是,由於MOS管極少應用於調光係統,一般隻做成旋鈕式的單燈調光開關,這種小功率的後切相調光器不適用於工程領域。
erzhuduozhaomingchangjiayingyongzhezhongtiaoguangqiduizijidetiaoguangqudonghedengjuzuotiaoguangceshi。ranhoujiangzijidetiaoguangchanpintuixianggongchengshichang,daozhigongchengzhongjingchangchuxianyongkekongguitiaoguangxitongtiaozhihouqiexiangtiaoguangqudongdeqingkuang。
這種調光方式的不匹配導致調光閃爍,嚴重的會迅速損壞電源或調光器。

圖:後沿切相接線原理和後沿切相轉PWM
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3、1-10V調光
1-10V調tiao光guang裝zhuang置zhi內nei有you兩liang條tiao獨du立li電dian路lu,一yi條tiao為wei普pu通tong的de電dian壓ya電dian路lu,用yong於yu接jie通tong或huo關guan斷duan至zhi照zhao明ming設she備bei的de電dian源yuan,另ling一yi條tiao是shi低di壓ya電dian路lu,它ta提ti供gong參can考kao電dian壓ya,告gao訴su照zhao明ming設she備bei調tiao光guang級ji別bie,0-10V調光控製器之前常用在對熒光燈的調光控製上,現在,因為在LED驅動模塊上加上了恒定電源,並且有專門的控製線路,故0-10V調光器同樣可以支持大量的LED照明燈。
但應用缺點也非常明顯,低電壓的控製信號需要額外增加一組線路,這對施工的要求大大提高。

圖:1-10V接線原理
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4、DALI
DALI標準已經定義了一個DALI網絡,包括最大的64個單元(可獨立地址),16個組及16個場景。DALI總線上的不同照明單元可以靈活分組,實現不同場景控製和管理。
在實際應用中,一個典型的DALI控製器控製多達40~50盞燈,可分成16個組,同時能夠並行處理一些動作。在一個DALI網絡中,每秒能處理30~40個控製指令。這意味著控製器對於每個照明組,每秒需要管理2個調光指令。
DALI並不是真正的點對點網絡,它是代替1~10V電壓接口控製鎮流器。相對於傳統的1-10V調光,DALI的優點在於每個節點都具備唯一地址碼,並且帶反饋,更遠距離調光不會像1-10V那樣出現信號衰減,但是工程實踐中這個距離還是不宜超過200米。
顯然DALI不適合LED照明控製,一個DALI網絡隻能控製21盞全彩LED燈具。DALI是麵向傳統照明控製的,注重的是係統的靜態控製及可靠性、穩定性、兼容性。
而LED照明係統的規模遠遠大於DALIxitong,zhuyaozhuiqiudengjuyishuxiaoguobiaoxianli,shidangdejianguxitongdezhinenghua,zhejiuyaoqiuxitongxuyaojierugengdadezongxianwangluo,juyouwuxiankuozhannenglihejiaogaodechangjingshuaxinnengli。
因此,DALI係統在大型照明工程中往往作為一個子係統被並入其他總線係統。E-Linker易聯的COS係統即可完美兼容DALI係統。DALI調光的優點不用贅述,缺點仍然是令人討厭的信號線布置和高企的價格。
值得一提的是目前的DALI調光驅動為了確保單片機隨時處於待命狀態,在關燈時仍然需要待機耗電。配備E-Linker易聯的調光器可以在關燈時物理斷電,避免待機時的能源損耗。

圖:DALI接線原理
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5、DMX512調光
DMX512協議最先是由USITT(美國劇院技術協會)發展成為從控製台用標準數字接口到控製調光器的方式。
DMX512超越了模擬係統,但不能完全代替模擬係統。DMX512的簡單性、可靠性(假如能夠正確安裝和使用的話)以及靈活性使其成為資金允許情況下選擇的一種協議。
在實際應用中,DMX512的控製方式,一般是將電源和控製器設計在一起。
由DMX512控製器控製8~24線,直接驅動LED燈具的RBG線,但是在建築亮化工程中,由於直流的線路衰弱大,要求在12米左右就要安裝一個控製器,控製總線為並行方式,因此,控製器的走線非常的多,很多場合甚至無法施工。
DMX512的(de)接(jie)收(shou)器(qi)需(xu)設(she)置(zhi)地(di)址(zhi),讓(rang)它(ta)能(neng)明(ming)確(que)接(jie)收(shou)調(tiao)光(guang)指(zhi)令(ling),這(zhe)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)也(ye)非(fei)常(chang)不(bu)方(fang)便(bian)。多(duo)個(ge)控(kong)製(zhi)器(qi)互(hu)聯(lian)來(lai)控(kong)製(zhi)複(fu)雜(za)的(de)照(zhao)明(ming)方(fang)案(an),操(cao)作(zuo)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)的(de)也(ye)會(hui)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)。
因此,DMX512比較適合燈具集中在一起的場合,如舞台燈光。

圖:DMX512接線原理
綜上所述,DMX控製器的主要缺點在於需要特別的接線布局和類型,並需要一定的編程,以便設置基本顏色和場景,這對後期維護的成本較大。
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