隨著LED照明不斷普及,應用在LED照明上的調光技術也越來越受到業(yè)內關注,LED燈具的調光方式通常有以下這幾種: 線性調光、開關分段調光、可控硅調光、PWM調光,下面就簡單談一談這幾種調光方式的特點。
LED調光技術與無線協(xié)議簡析
線性調光
線性調光主要基于簡單的分壓原理,其優(yōu)點是應用簡單,利用恒流芯片的專用調光腳,調整LED的電流,達到調光的目的,不產(chǎn)生干擾,缺點在于不靈活、效率低下,而且在降低LED電流的時候,會引起白光LED向黃色光譜偏移,同時還會因為分壓產(chǎn)生過多的熱量。
開關分段調光
開關調光就是通過原有燈的電源開關進行調光,在使用安裝時不需要增加任何調光器,只要不斷按動原有電源開關的次數(shù)和速度就可以達到照明燈具的調光來滿足個人需要的不同亮度。
這種調光方式是所有調光方式里邊成本最低的,選用時只要換上一個開關調光燈具就可以正常使用,不需要增加任何其他安裝費用。
簡單的開關調光燈具的缺點是只能調出三段或者四段的不同亮度,不可能像線性調光那樣調出任何亮度。
可控硅調光
可控硅調光是目前在白熾燈和節(jié)能燈應用中被普遍采用的一種調光方式。它的工作原理是將輸入電壓的波形通過導通角切波之后,產(chǎn)生一個切向的輸出電壓波形。應用切向的原理,可減少輸出電壓的有效值,以此來降低普通負載(電阻負載)的功率。
可控硅調光的優(yōu)點在于工作效率較高,性能穩(wěn)定。但是基于其工作原理,在應用時也存在一些設計缺陷,缺陷的根源在于可控硅導通后需要一個維持電流來保持導通,否則會恢復到截止狀態(tài)。不同的可控硅維持電流不同,通常在幾mA至幾十mA之間,有的甚至達到50mA。而功率越大,需要的維持電流就越大,如果維持電流不夠,則導通角不穩(wěn)定,輸出的波形也會不均勻,而且會產(chǎn)生顫動和尖峰,當將這樣的不穩(wěn)定輸出加到LED上時就會出現(xiàn)閃爍。之前的白熾燈由于是線性負載,而且工作電流一般都會超過50mA,所以不會出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象,因此目前市面上適用于白熾燈的可控硅調光器不直接適用于LED產(chǎn)品,需要對其進行設計改進以符合LED的工作特性。這種調光技術必將因白熾燈的消亡而消亡,但因市場普及率高,還將存在一段時間。
PWM調光
PWM調光技術目前被認為是最有前景的LED調光技術。在進行脈沖寬度PWM調光時,需要提供一個額外的脈沖寬度調節(jié)信號源。通過改變輸入的脈沖信號占空比來調制LED驅動芯片對功率場效應管的柵極控制信號,從而達到調節(jié)通過LED電流大小的目的。它可以通過數(shù)字編程方式做成無線網(wǎng)絡的形式進行0-100%的調光,調光效果很好,整體成本比較高,可以選用在要求比較高的智能場合使用。
這種調光技術的優(yōu)點在于應用簡單、效率高、精度高,且調光效果好,缺點是由于一般LED驅動器都基于開關電源原理,如果PWM調光的頻率為200~20kHz之間時,LED驅動器周圍的電感和輸出電容容易產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。此外,在進行PWM調光時,調節(jié)信號的頻率與LED驅動芯片對柵極控制信號的頻率越接近,線性效果就越差。
而隨著LED照明往智能照明方向發(fā)展,各項通信協(xié)議也開始成為智能照明控制技術的關鍵,其中以2.4G、藍牙、wifi、zigBee等協(xié)議應用最為廣泛。
2.4G技術
2.4G技術由于其開發(fā)周期短,成本低,成為許多中小型燈具廠商的偏好,但其屬于私有協(xié)議,在產(chǎn)品的互聯(lián)互通上會有問題,與未來標準化進程相悖而不能廣為普及。
藍牙
藍牙、特別是Bluetooth Mesh技術,不僅延續(xù)了手機能夠直接使用的優(yōu)點,在傳輸速度、傳輸距離、低功耗等方面都得到了提升。但Bluetooth Mesh采用的是大數(shù)據(jù)流的flooding Mesh,而不是路由方式的Mesh,它的工作原理是每一個節(jié)點以不斷重復的方式發(fā)送數(shù)據(jù)。這種做法的好處是簡單易用,但可擴展性是其短板。
WiFi
WiFi的優(yōu)勢是覆蓋范圍廣、傳輸速度快、成本低,同時WiFi技術在其他領域已經(jīng)十分普及和成熟,用戶可以通過手機連接wifi對照明燈具進行無線控制,但這種協(xié)議用在智能照明上,連接的穩(wěn)定性和穿透性都有待解決,并且由于無自組網(wǎng)的能力而在智能照明這種多節(jié)點聯(lián)動的應用領域普及度不高。
ZigBee
ZigBee目前是市場最受歡迎的無線連接協(xié)議,現(xiàn)在處于發(fā)展比較成熟的階段,由于飛利浦、歐司朗的推動,被越來越多主流廠商使用,但缺點是不能使用智能手機直接控制,還需要通過額外網(wǎng)關。