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1、·照明控制·DALI协议在LED电子镇流器中的应用丁小伟,徐世亮,万光逵(南昌航空大学电子信息工程学院,江西南昌330063)摘要:基于对数字式可寻址照明接口协议的研究,设计了LED可调光电子镇流器。对其驱动电路设计、从控单元软硬件设计、照明控制软件作了详细介绍。将主控单元、从控单元、照明控制软件进行了系统联调。试验结果表明,该系统工作正常,能实现基本的DALI命令。丁小伟(1985—),男,硕士研究生,研究方向为楼宇自动化。关键词:数字式可寻址照明接口;LED;调光;电子镇流器中图分类号:TU855文献标志码:A文
2、章编号:167428417(2010)06200132050引言1DALI协议LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具1.1DALI协议概况有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛DALI是1999年制定的专门用于荧光灯照应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明明控制的国际标准(IEC60929),以保证不同制[1]和城市夜景等领域。造厂商的DALI设备完全兼容。DALI协议是我国是仅次于美国的第二发电大国,2003年一种用于照明系统控制的开放式异步串行数字度发电总量为1.91万亿kWh,照明用电量约占通信协
3、议,采用该协议构成的数字调光系统具有总发电量的12%(约2100亿kWh),相当于三峡造价低、结构简单、开放性好、可以级联(组成主/水电站总发电量的2.4倍,并且正以每年5%以从控制系统)等特点,适用于办公楼、会议厅、仓上的速度增长。到2010年,照明用电量将达到库、住宅区等建筑的照明控制。3000亿kWh,如果1/3的照明市场采用半导体照1.2DALI协议的编码格式明,每年可节电30%,年节电量可达1000亿kWh,DALI协议采用曼彻斯特编码通信,信号上节能效益相当可观,是推动我国向节约型社会发升沿表示“1”,下
4、降沿表示“0”,通信速率为展的得力助手。1200baud/s。通信过程中使用两种不同的数据另外,现代照明控制的新标准———数字可寻帧格式:发送帧(主机发送到从机)和接收帧(从址照明接口(DigitalAddressableLightingInter2机发送到主机)。主控单元发送的信息包括1个face,DALI)协议已被世界各主要电子镇流器制起始位、16个数据位(8位地址和8位指令)及2造厂商接受,将LED光源运用到DALI照明系统个停止位(见图1(a));从控单元的响应信息包中去势在必行。本文将详细介绍DALI协议在
5、括1个起始位、8个数据位及2个停止位(见图1LED电子镇流器中的应用。(b))。由于主从单元之间只有一对导线,因此信徐世亮(1984—),男,硕士,研究方向为楼宇自动化。万光逵(1942—),男,教授,研究方向为工业过程检测与自动化。·13··照明控制·流过最大电流的能力。DALI协议规定系统总线上的电流不能超过250mA,每个从控单元消耗的[2]电流不超过2mA。(a)发送帧2LED可调光电子镇流器的研发2.1LED驱动电路的设计本文采用开关电源作为大功率LED的驱动电路,LED选用的功率范围为3～20W,选用的(
6、b)接收帧开关芯片应符合LED功率的要求。综合考虑,选图1DALI总线上传输的数据结构用Fairchild公司的开关芯片FSQ0370RNA。该芯息的传输是异步半双工的。片内置了700V高压MOSFET,开关频率可达1.3DALI协议的电气规范100kHz,且内置了启动电路、过压保护、过载保发送端认为在-4.5～4.5V之间的信号表护、欠电压锁定、热关闭等功能。在220V交流示逻辑“0”,在11.5～20.5V之间的信号表示逻市电输入时,工作电流仅为3mA,芯片消耗功率辑“1”;接收端则认为在-6.5～6.5V之间的
7、信仅为0.8W,芯片可以提供负载的功率为20～号表示逻辑“0”,在9.5～22.5V之间的信号表27W。示逻辑“1”。这与CMOS电平标准不同,除电平驱动电路如图2所示。转换功能外,DALI电路还要具备限制DALI总线图2LED驱动电路交流市电首先通过C1、L1滤除电磁干扰,再ZD2所在的支路被断开。正常工作时,经过整流桥整流、C2和L2滤波得到直流高压,该FSQ0370RNA芯片的引脚3通过电容C5和光耦电压通过稳压管ZD2连接芯片引脚5,为U1与后级回路构成反馈网络,通过它来控制内FSQ0370RNA提供启动电压
8、。芯片启动后,内部部PWM的占空比,从而调节输出电压的大小。输出PWM使变压器的原边产生的能量传递到3变压器由原边绕组和三路副边绕组组成,其个副边,其中,变压器的副边绕组3和4经整流中一路为芯片FSQ0370RNA供电,一路为LED滤波后得到直流电压,通过ZD1稳压管箝位,使供电,还有一路通过7805芯片得到5V电压,为芯片NJM2146B供电
