戶外照明中LED燈具的調(diào)光方法

現(xiàn)如今的LED照明問題其實(shí)大多是控制系統(tǒng)和光源電器不匹配造成的，這成了行業(yè)內(nèi)的通病，同時LED的多元化也對控制系統(tǒng)也提出了更高的挑戰(zhàn)。由于LED的發(fā)光原理同傳統(tǒng)照明不同，是靠P-N結(jié)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(shù)則不同，故其內(nèi)部布線結(jié)構(gòu)和電路分布也不同，導(dǎo)致了各生產(chǎn)廠商的光源對調(diào)光驅(qū)動的要求也不盡相同。如果控制系統(tǒng)和照明設(shè)備不配套，可能會造成燈光熄滅或閃爍，并可能對LED的驅(qū)動電路和光源造成損壞。
　　市場上有五種LED照明設(shè)備控制方式：
　　1、前沿切相(FPC)，可控硅調(diào)光
　　2、后沿切相(RPC)MOS管調(diào)光
　　3、1-10VDC
　　4、DALI(數(shù)字可尋址照明接口)
　　5、DMX512(或DMX)

　　1、前沿切相控制調(diào)光
　　前沿調(diào)光就是采用可控硅電路，從交流相位0開始，輸入電壓斬波，直到可控硅導(dǎo)通時，才有電壓輸入。
　　其原理是調(diào)節(jié)交流電每個半波的導(dǎo)通角來改變正弦波形，從而改變交流電流的有效值，以此實(shí)現(xiàn)調(diào)光的目的。
　　前沿調(diào)光器具有調(diào)節(jié)精度高、效率高、體積小、重量輕、容易遠(yuǎn)距離操縱等優(yōu)點(diǎn)，在市場上占主導(dǎo)地，多數(shù)廠家的產(chǎn)品都是這種類型調(diào)光器。
　　前沿相位控制調(diào)光器一般使用可控硅作為開關(guān)器件，所以又稱為可控硅調(diào)光器在LED照明燈上使用FPC調(diào)光器的優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)光成本低，與現(xiàn)有線路兼容，無需重新布線。劣勢是FPC調(diào)光性能較差，通常致調(diào)光范圍縮小，且會導(dǎo)致最低要求負(fù)荷都超過單個或少量LED照明燈額定功率。
　　因?yàn)榭煽毓璋肟亻_關(guān)的屬性，只有開啟電流的功能，而不能完全關(guān)斷電流，即使調(diào)至最低依然有弱電流通過，而LED微電流發(fā)光的特性，使得用可控硅調(diào)光大量存在關(guān)斷后LED仍然有微弱發(fā)光的現(xiàn)象存在，成為目前這種免布線LED調(diào)光方式推廣的難題。
　　E-Linker易聯(lián)專業(yè)研發(fā)的前沿切相LED調(diào)光驅(qū)動很好的解決了這個問題，通過驅(qū)動電路的“C-TURNOFF”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(diào)光驅(qū)動的各類燈具可以與其他可控硅調(diào)光系統(tǒng)完美匹配，為用戶節(jié)省了線材及布線工時，解決了可控硅LED調(diào)光匹配性及不可關(guān)斷的混亂格局。

　　2、后沿切相控制調(diào)光
　　后沿切相控制調(diào)光器，采用場效應(yīng)晶體管(FET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)設(shè)備制成。后沿切相調(diào)光器一般使用MOSFET做為開關(guān)器件，所以也稱為MOSFET調(diào)光器，俗稱“MOS管”。
　　MOSFET是全控開關(guān)，既可以控制開，也可以控制關(guān)，故不存在可控硅調(diào)光器不能完全關(guān)斷的現(xiàn)象。
　　另MOSFET調(diào)光電路比可控硅更適合容性負(fù)載調(diào)光，但因?yàn)槌杀酒吆驼{(diào)光電路相對復(fù)雜、不容易做穩(wěn)定等特點(diǎn)，使得MOS管調(diào)光方式?jīng)]有發(fā)展起來，可控硅調(diào)光器仍占據(jù)了絕大部分的調(diào)光系統(tǒng)市場。
　　與前沿切相調(diào)光器相比，后沿切相調(diào)光器應(yīng)用在LED照明設(shè)備上，由于沒有最低負(fù)荷要求，從而可以在單個照明設(shè)備或非常小的負(fù)荷上實(shí)現(xiàn)更好的性能，但是，由于MOS管極少應(yīng)用于調(diào)光系統(tǒng)，一般只做成旋鈕式的單燈調(diào)光開關(guān)，這種小功率的后切相調(diào)光器不適用于工程領(lǐng)域。
　　而諸多照明廠家應(yīng)用這種調(diào)光器對自己的調(diào)光驅(qū)動和燈具做調(diào)光測試。然后將自己的調(diào)光產(chǎn)品推向工程市場，導(dǎo)致工程中經(jīng)常出現(xiàn)用可控硅調(diào)光系統(tǒng)調(diào)制后切相調(diào)光驅(qū)動的情況。
　　這種調(diào)光方式的不匹配導(dǎo)致調(diào)光閃爍，嚴(yán)重的會迅速損壞電源或調(diào)光器。
 

　　3、1-10V調(diào)光
　　1-10V調(diào)光裝置內(nèi)有兩條獨(dú)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(shè)備的電源，另一條是低壓電路，它提供參考電壓，告訴照明設(shè)備調(diào)光級別，0-10V調(diào)光控制器之前常用在對熒光燈的調(diào)光控制上，現(xiàn)在，因?yàn)樵贚ED驅(qū)動模塊上加上了恒定電源，并且有專門的控制線路，故0-10V調(diào)光器同樣可以支持大量的LED照明燈。
　　但應(yīng)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路，這對施工的要求大大提高。

　　4、DALI
　　DALI標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定義了一個DALI網(wǎng)絡(luò)，包括最大的64個單元(可獨(dú)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(shí)現(xiàn)不同場景控制和管理。
　　在實(shí)際應(yīng)用中，一個典型的DALI控制器控制多達(dá)40～50盞燈，可分成16個組，同時能夠并行處理一些動作。在一個DALI網(wǎng)絡(luò)中，每秒能處理30～40個控制指令。這意味著控制器對于每個照明組，每秒需要管理2個調(diào)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(zhèn)流器。相對于傳統(tǒng)的1-10V調(diào)光，DALI的優(yōu)點(diǎn)在于每個節(jié)點(diǎn)都具備唯一地址碼，并且?guī)Х答?，更遠(yuǎn)距離調(diào)光不會像1-10V那樣出現(xiàn)信號衰減，但是工程實(shí)踐中這個距離還是不宜超過200米。
　　顯然DALI不適合LED照明控制，一個DALI網(wǎng)絡(luò)只能控制21盞全彩LED燈具。DALI是面向傳統(tǒng)照明控制的，注重的是系統(tǒng)的靜態(tài)控制及可靠性、穩(wěn)定性、兼容性。
　　而LED照明系統(tǒng)的規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于DALI系統(tǒng)，主要追求燈具藝術(shù)效果表現(xiàn)力，適當(dāng)?shù)募骖櫹到y(tǒng)的智能化，這就要求系統(tǒng)需要接入更大的總線網(wǎng)絡(luò)，具有無限擴(kuò)展能力和較高的場景刷新能力。
　　因此，DALI系統(tǒng)在大型照明工程中往往作為一個子系統(tǒng)被并入其他總線系統(tǒng)。E-Linker易聯(lián)的COS系統(tǒng)即可完美兼容DALI系統(tǒng)。DALI調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)不用贅述，缺點(diǎn)仍然是令人討厭的信號線布置和高企的價(jià)格。
　　值得一提的是目前的DALI調(diào)光驅(qū)動為了確保單片機(jī)隨時處于待命狀態(tài)，在關(guān)燈時仍然需要待機(jī)耗電。配備E-Linker易聯(lián)的調(diào)光器可以在關(guān)燈時物理斷電，避免待機(jī)時的能源損耗。

　　5、DMX512調(diào)光
　　DMX512協(xié)議最先是由USITT(美國劇院技術(shù)協(xié)會)發(fā)展成為從控制臺用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口到控制調(diào)光器的方式。
　　DMX512超越了模擬系統(tǒng)，但不能完全代替模擬系統(tǒng)。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(xié)議。
　　在實(shí)際應(yīng)用中，DMX512的控制方式，一般是將電源和控制器設(shè)計(jì)在一起。
　　由DMX512控制器控制8～24線，直接驅(qū)動LED燈具的RBG線，但是在建筑亮化工程中，由于直流的線路衰弱大，要求在12米左右就要安裝一個控制器，控制總線為并行方式，因此，控制器的走線非常的多，很多場合甚至無法施工。
　　DMX512的接收器需設(shè)置地址，讓它能明確接收調(diào)光指令，這在實(shí)際應(yīng)用中也非常不方便。多個控制器互聯(lián)來控制復(fù)雜的照明方案，操作軟件設(shè)計(jì)的也會比較復(fù)雜。
　　由此分析我們可以看到DMX512比較適合燈具集中在一起的場合，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布局和類型，并需要一定的編程，以便設(shè)置基本顏色和場景，這對后期維護(hù)的成本較大。