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LED該如何調光,五大控制方式詳解


時(shí)間:2016年06月16日 來(lái)源:本站原創(chuàng ) 點(diǎn)擊:


    LED的發(fā)光原理同傳統照明不同,是靠P-N結發(fā)光,同功率的LED光源,因其采用的芯片不同,電流電壓參數則不同,故其內部布線(xiàn)結構和電路分布也不同,導致了各生產(chǎn)廠(chǎng)商的光源對調光驅動(dòng)的要求也不盡相同,因此控制系統和光源電器不匹配也成了行業(yè)內的通病,同時(shí)LED的多元化也對控制系統也提出了更高的挑戰。

    如果控制系統和照明設備不配套,可能會(huì )造成燈光熄滅或閃爍,并可能對LED的驅動(dòng)電路和光源造成損壞。

    市場(chǎng)上有五種LED照明設備控制方式:

    1. 前沿切相(FPC),可控硅調光

    2. 后沿切相(RPC)MOS管調光

    3. 1-10V調光

    4. DALI(數字可尋址照明接口)

    5. DMX512(或DMX)調光

    1、前沿切相(FPC),可控硅調光

led照明燈具

    前沿調光就是采用可控硅電路,從交流相位0開(kāi)始,輸入電壓斬波,直到可控硅導通時(shí),才有電壓輸入。其原理是調節交流電每個(gè)半波的導通角來(lái)改變正弦波形,從而改變交流電流的有效值,以此實(shí)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(yōu)點(diǎn),在市場(chǎng)上占主導地,多數廠(chǎng)家的產(chǎn)品都是這種類(lèi)型調光器。前沿相位控制調光器一般使用可控硅作為開(kāi)關(guān)器件,所以又稱(chēng)為可控硅調光器。

    在LED照明燈上使用FPC調光器的優(yōu)點(diǎn)是:調光成本低,與現有線(xiàn)路兼容,無(wú)需重新布線(xiàn)后沿切相控制調光。劣勢是FPC調光性能較差,通常導致調光范圍縮小,且會(huì )導致最低要求負荷都超過(guò)單個(gè)或少量LED照明燈額定功率。因為可控硅半控開(kāi)關(guān)的屬性,只有開(kāi)啟電流的功能,而不能完全關(guān)斷電流,即使調至最低依然有弱電流通過(guò),而LED微電流發(fā)光的特性,使得用可控硅調光大量存在關(guān)斷后LED仍然有微弱發(fā)光的現象存在,成為目前這種免布線(xiàn)LED調光方式推廣的難題。E-Linker易聯(lián)專(zhuān)業(yè)研發(fā)的前沿切相LED調光驅動(dòng)很好的解決了這個(gè)問(wèn)題,通過(guò)驅動(dòng)電路的“C-TURN OFF”技術(shù)優(yōu)化避免“關(guān)不斷”和“頻閃壞燈”等難題。匹配E-Linker易聯(lián)前切相LED調光驅動(dòng)的各類(lèi)燈具可以與其他可控硅調光系統完美匹配,為用戶(hù)節省了線(xiàn)材及布線(xiàn)工時(shí),解決了可控硅LED調光匹配性及不可關(guān)斷的混亂格局。

    2、后沿切相(RPC)MOS管調光

    后沿切相控制調光器,采用場(chǎng)效應晶體管(FET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)設備制成。后沿切相調光器一般使用MOSFET做為開(kāi)關(guān)器件,所以也稱(chēng)為MOSFET調光器,俗稱(chēng)“MOS管”。MOSFET是全控開(kāi)關(guān),既可以控制開(kāi),也可以控制關(guān),故不存在可控硅調光器不能完全關(guān)斷的現象。另MOSFET調光電路比可控硅更適合容性負載調光,但因為成本偏高和調光電路相對復雜、不容易做穩定等特點(diǎn),使得MOS管調光方式?jīng)]有發(fā)展起來(lái),可控硅調光器仍占據了絕大部分的調光系統市場(chǎng)。

    與前沿切相調光器相比,后沿切相調光器應用在LED照明設備上,由于沒(méi)有最低負荷要求,從而可以在單個(gè)照明設備或非常小的負荷上實(shí)現更好的性能,但是,由于MOS管極少應用于調光系統,一般只做成旋鈕式的單燈調光開(kāi)關(guān),這種小功率的后切相調光器不適用于工程領(lǐng)域。而諸多照明廠(chǎng)家應用這種調光器對自己的調光驅動(dòng)和燈具做調光測試。然后將自己的調光產(chǎn)品推向工程市場(chǎng),導致工程中經(jīng)常出現用可控硅調光系統調制后切相調光驅動(dòng)的情況。這種調光方式的不匹配導致調光閃爍,嚴重的會(huì )迅速損壞電源或調光器。

    3、1—10V調光

    1-10V調光裝置內有兩條獨立電路,一條為普通的電壓電路,用于接通或關(guān)斷至照明設備的電源,另一條是低壓電路,它提供參考電壓,告訴照明設備調光級別,0-10V調光控制器之前常用在對熒光燈的調光控制上,現在,因為在LED驅動(dòng)模塊上加上了恒定電源,并且有專(zhuān)門(mén)的控制線(xiàn)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(diǎn)也非常明顯,低電壓的控制信號需要額外增加一組線(xiàn)路,這對施工的要求大大提高。

    4、DALI(數字可尋址照明接口)

    DALI標準已經(jīng)定義了一個(gè)DALI網(wǎng)絡(luò ),包括最大的64個(gè)單元(可獨立地址),16個(gè)組及16個(gè)場(chǎng)景。DALI總線(xiàn)上的不同照明單元可以靈活分組,實(shí)現不同場(chǎng)景控制和管理。在實(shí)際應用中,一個(gè)典型的DALI控制器控制多達40~50盞燈,可分成16個(gè)組,同時(shí)能夠并行處理一些動(dòng)作。在一個(gè)DALI網(wǎng)絡(luò )中,每秒能處理30~40個(gè)控制指令。這意味著(zhù)控制器對于每個(gè)照明組,每秒需要管理2個(gè)調光指令。DALI并不是真正的點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò ),它是代替1~10V電壓接口控制鎮流器。相對于傳統的1-10V調光,DALI的優(yōu)點(diǎn)在于每個(gè)節點(diǎn)都具備唯一地址碼,并且帶反饋,更遠距離調光不會(huì )像1-10V那樣出現信號衰減,但是工程實(shí)踐中這個(gè)距離還是不宜超過(guò)200米。

    顯然DALI不適合LED照明控制,一個(gè)DALI網(wǎng)絡(luò )只能控制21盞全彩LED燈具。DALI是面向傳統照明控制的,注重的是系統的靜態(tài)控制及可靠性、穩定性、兼容性。而LED照明系統的規模遠遠大于DALI系統,主要追求燈具藝術(shù)效果表現力,適當的兼顧系統的智能化,這就要求系統需要接入更大的總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),具有無(wú)限擴展能力和較高的場(chǎng)景刷新能力。因此,DALI系統在大型照明工程中往往作為一個(gè)子系統被并入其他總線(xiàn)系統。E-Linker易聯(lián)的COS系統即可完美兼容DALI系統。

    DALI調光的優(yōu)點(diǎn)不用贅述,缺點(diǎn)仍然是令人討厭的信號線(xiàn)布置和高企的價(jià)格。值得一提的是目前的DALI調光驅動(dòng)為了確保單片機隨時(shí)處于待命狀態(tài),在關(guān)燈時(shí)仍然需要待機耗電。配備E-Linker易聯(lián)的調光器可以在關(guān)燈時(shí)物理斷電,避免待機時(shí)的能源損耗。

    5、DMX512(或DMX)調光

    DMX512協(xié)議最先是由USITT(美國劇院技術(shù)協(xié)會(huì ))發(fā)展成為從控制臺用標準數字接口到控制調光器的方式。DMX512超越了模擬系統,但不能完全代替模擬系統。DMX512的簡(jiǎn)單性、可靠性(假如能夠正確安裝和使用的話(huà))以及靈活性使其成為資金允許情況下選擇的一種協(xié)議。

    在實(shí)際應用中,DMX512的控制方式,一般是將電源和控制器設計在一起。由DMX512控制器控制8~24線(xiàn),直接驅動(dòng)LED燈具的RBG線(xiàn),但是在建筑亮化工程中,由于直流的線(xiàn)路衰弱大,要求在12米左右就要安裝一個(gè)控制器,控制總線(xiàn)為并行方式,因此,控制器的走線(xiàn)非常的多,很多場(chǎng)合甚至無(wú)法施工。 DMX512的接收器需設置地址,讓它能明確接收調光指令,這在實(shí)際應用中也非常不方便。 多個(gè)控制器互聯(lián)來(lái)控制復雜的照明方案,操作軟件設計的也會(huì )比較復雜。因此,DMX512比較適合燈具集中在一起的場(chǎng)合,如舞臺燈光。

    綜上所述,DMX控制器的主要缺點(diǎn)在于需要特別的接線(xiàn)布局和類(lèi)型,并需要一定的編程,以便設置基本顏色和場(chǎng)景,這對后期維護的成本較大。