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1、2/23/2023,LED调光技术及应用 研发中心：邹伟宏 2013-01-21,2/23/2023,内容提要,1、LED调光技术基础知识2、智控系统和调光信号简介3、西顿调光产品简介4、调光工程应用常见问题5、提问互动环节,2/23/2023,一、LED调光技术基础知识,2/23/2023,1，为什么需要调光？节能的需求 个性化灯光的需求 智能控制的需求2，LED是最适合调光的照明光源,2/23/2023,3，LED光源调光的方式一：3.1采用调节正向电流的方法调节亮度,图1.XLampXP-G的输出相对光强和正向电流的关系,由图中可知，假如以350mA时的光输出作为100%，那么200mA
2、时的光输出就大约是60%，100mA时大约是25%。所以调电流可以很容易实现亮度的调节。,2/23/2023,3.2调节正向电流的缺点：3.2.1调正向电流会使色谱偏移 调正向电流的方法来调亮度会产生一个问题，那就是在调亮度的同时也会改变它的光谱和色温。因为目前白光LED都是用兰光LED激发黄色荧光粉而产生，当正向电流减小时，蓝光LED亮度增加而黄色荧光粉的厚度并没有按比例减薄，从而使其光谱的主波长增长，具体实例如图2所示。,图2.主波长和正向电流的关系,2/23/2023,由图3可知，当正向电流为350mA时，色温为5734K，而正向电流增加到350mA时，色温就偏移到5636K。电流再进一
3、步减小时，色温会向暖色变化。当然这些问题在一般的实际照明中可能不算是一个大问题。然而在采用RGB的LED系统中，就会引起彩色的偏移，而人眼对彩色的偏差是十分敏感的，因此也是不能允许的。,图3.白光LED的色温和正向电流的关系,2/23/2023,3.2.2 调节正向电流无法得到精确调光 因为正向电流和光输出并不是完全正比关系，而且不同的LED会有不同的正向电流和光输出关系曲线。所以用调节正向电流的方法很难实现精确的光输出控制。尽管调电流的方式有些弊端，但是控制比较容易，使用成本较低，因此仍是主流的调光应用。那么究竟什么样的调光方式是最佳的呢？,2/23/2023,LED是一个二极管，它可以实现
4、快速开关。它的开关速度可以高达微秒以上。是任何发光器件所无法比拟的。因此，只要把电源改成脉冲恒流源，用改变脉冲宽度的方法，就可以改变其亮度。这种方法称为脉宽调制（PWM）调光法。图4表示这种脉宽调制的波形。假如脉冲的周期为tpwm，脉冲宽度为ton，那么其工作比D（或称为孔度比）就是ton/tpwm。改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度。,3.3采用脉宽调制（PWM）来调光,图4.用改变脉冲宽度的方法来改变LED的亮度,2/23/2023,3.3.1脉宽调制调光的优点 1）不会产生任何色谱偏移；因为LED始终工作在满幅度电流和0之间。2）可以有极高的调光精确度；因为脉冲波形完全可以控制
5、到很高的精度，所以很容易实现万分之一的精度。3）可以和数字控制技术相结合来进行控制；因为任何数字都可以很容易变换成为一个PWM信号。4）即使在很大范围内调光，也不会发生闪烁现象。因为不会改变恒流源的工作条件（升压比或降压比），更不可能发生过热等问题。3.3.2 脉宽调光要注意的问题 1）脉冲频率的选择 因为LED是处于快速开关状态，假如工作频率很低，人眼就会感到闪烁。为了充分利用人眼的视觉残留现象，它的工作频率应当高于100Hz，最好为200Hz。2）消除调光引起的啸声：虽然200Hz以上人眼无法察觉，可是一直到20kHz却都是人耳听觉的范围。这时候就有可能会听到丝丝的声音。解决这个问题有两种
6、方法，一是把开关频率提高到20kHz以上，跳出人耳听觉的范围。,2/23/2023,二、智控系统及调光信号简介,2/23/2023,通俗地说，照明智能控制系统它是利用先进的计算机、嵌入式系统和网络通讯技术及各种传感器，将照明线路中的各种光源通过网络连接到一起进行控制的平台。,2/23/2023,智能控制系统组成：智控系统由四个单元构成：输入设备、系统设备、输出设备、负载。输入设备墙控器和感应器所接收到的信号发送给系统设备主机，主机把调整后的数据送给输出设备开关模块或调光控制模块，控制模块对负载光源和电器进行开关与调光动作。,2/23/2023,常见总线照明控制系统,Bus输出单元装设在配电箱内
7、（强电）,零线,Bus输入控制单元（面板）,1-10V信号,Bus总线（弱电）,火线,0-220V信号,LED灯具,可调光LED支架,2/23/2023,常见酒店控制系统,2/23/2023,智能控制系统常见输出信号：1.0-220V信号（强电信号，可控硅调光）2.0-10V信号（弱电信号，模拟信号）3.DALI信号（弱电信号,数字信号）4.DMX信号(数字信号，调光调色）,2/23/2023,0-220V信号就是我们常说的可控硅调光信号，基本原理是通过改变可控硅的导通角，来实现对正弦波切相斩波实现对交流电电压的控制。这种信号最早用于白炽灯调光，比较成熟。应用于LED可能导致一些闪烁的问题，但
8、是目前技术进步很快，已经基本解决这一难题。,0-220V调光信号,2/23/2023,0-220V切相调光控制示意图,2/23/2023,一种弱电电压信号，由智控系统输出0-10V模拟电压控制光源按照0-100%亮度变化的一种信号。这种信号早期用于荧光灯和冷阴极管调光，调光效果较好，不会出现闪烁情况，缺点是需要布置调光信号线。目前应用于LED较为成熟。,0-10V调光信号,2/23/2023,0-10V调光系统控制示意图,2/23/2023,DALI是“Digital Addressable Lighting Interface数字可寻址照明接口”的首字母的缩写,是一个灯光控制总线数据传输协议
9、。最早应用于荧光灯调光，是一种可编程数字信号，可以实现对每一盏灯单独开关，调光，故障监测等功能，功能较为强大。缺点是系统和灯具成本较高，需要专门布置信号线，目前在欧洲使用较多，国内应用较少。,DALI信号,2/23/2023,DMX512是一种舞台灯光控制协议，DMX512协议最先是由USITT（美国剧院技术协会）提出，并发展成为从控制台用标准数字接口控制调光器的方式。为什么称DMX512，因为最多能支持512个调光器；DMX512的优点是传输距离远，抗干扰能力强，构造简单，控制灵活性高等。,DMX512信号,2/23/2023,三、西顿调光产品简介,2/23/2023,常见总线照明控制系统,
10、Bus输出单元装设在配电箱内（强电）,零线,Bus输入控制单元（面板）,1-10V信号,Bus总线（弱电）,火线,0-220V信号,LED灯具,可调光LED支架,2/23/2023,西顿支持两种常见调光信号,0-10V/1-10V模拟调光信号0-220V调光信号,2/23/2023,西顿新款0-10V调光驱动器（明年上市）,2/23/2023,可调光模块,1-10V调光信号,220V,LED灯具,西顿新款0-10V可调光驱动器,接线示意图,2/23/2023,产品特点：1，支持0-10V/1-10V智控调光信号。2，支持简易电位器调光。3，调光无闪烁，支持0V关断。4，负载兼容性好，可以实现1
11、-15颗负载全兼容 5，体积小巧，安装便捷。（接线更简便，输入输 出总共6个端口）,2/23/2023,2/23/2023,高精度可控硅调光驱动器产品特点：1，解决调光器兼容的问题，可以兼容市场上绝大多数可控硅调光器（前切，后切）。2，完美实现1%-100%超宽范围调光3，高功率因数，适配负载范围宽。4，基本解决调光闪烁问题，带来高品质调光体验。,2/23/2023,可控硅调光驱动器两种接线方式：,图1：用于智控系统接线方式,图1：用于普通调光开关的接线方式,2/23/2023,产品特点：1，支持前切/后切调光信号。2，支持0-220V智控调光信号。3，接线简便，可以多支串接。4，调光范围宽，
12、无调光闪烁，调光器兼容性好。5，产品无缝拼接。,2/23/2023,可控硅调光支架两种接线方式：,图1：用于智控系统接线方式,图1：用于普通调光开关的接线方式,2/23/2023,现有使用的LED灯带调光器有以下两款：1.信号输入：0-220V（可控硅调光）规格型号：5A(12V)10A(12V),LED灯带调光接线介绍（PWM调光）,2/23/2023,2.信号输入：1-10V 规格型号：5A(12V)10A(12V),LED灯带调光接线介绍（PWM调光）,2/23/2023,LED灯带可控硅调光接线方式,2/23/2023,LED灯带1-10V调光接线方式,2/23/2023,四、LED调
13、光工程应用,2/23/2023,LED调光工程初期必须掌握的要点信息,三要素：1.搞清调光控制的方式：智控？手控？2.搞清智控调光的信号：目前西顿仅支持0-10V和 0-220V信号3.搞清需要调光灯具参数：功率？电流？,2/23/2023,LED调光应用注意事项,1.在掌握客户调光需求信息后，不能马上下单直接订货，需要找公司拿样品做匹配验证，验证功能是否符合客户要求，验证是否出现闪烁等异常现象，验证是否能和客户智控系统兼容。2.如果客户对调光灯光品质要求较高，要求无任何闪烁，优先给客户推荐0-10V调光。3.0-220V调光应用中出现轻微的闪烁现象是正常的，如果出现明显的闪烁，可能是不兼容所致，可能需要更换调光开关或者调整智控系统模块。,2/23/2023,提问解答？,2/23/2023,END！谢谢大家！,
