照明控制那些事儿 之 荧光灯的调光
编辑手记本系列文章出自课堂君大学同窗文明之手,文同学属于当时班上学霸,现在仍然是PHILIPS的技术大拿,尤其在照明控制领域。无奈学霸通常都不喜欢抛头露面,应作者要求免去了照片。在这一系列文章里,学霸带你领略和学习照明控制那些事儿。

上期我们介绍了荧光灯调光的1-10V调光方法,今天我们来看一下DSI和DALI调光。


1991年,奥地利的Tridonic(锐高) 开发出来了用曼彻斯>******(Manchester Code)的数字式控制接口(DSI)镇流器,包括1位开始位,8位数据位(dimming value),4位停止位。信号没有极性要求,信号在控制线上传输和同步方式比较可靠,调光按指数函数方式调光,这种镇流器被触发启动后,荧光灯亮度可以从0开始调整到控制信号所指定的亮度。


另外DSI还可以通过信号命令,在电子镇流器内部对进入镇流器的220V主电源进行开关切换控制,当荧光灯被关闭熄灭后,镇流器可自动切断220V主电源以节省能源消耗。还可省掉调光器经过开关控制的主电源线连接,而直接与220V主电源线连接,也可节省系统成。DSI使用单字节进行灯光的光强控制( 0-255 or 0x00-0xFF),使荧光灯的控制更容易与数字式的调光控制器连接,从而扩大应用范围。


锐高为DSI申请了专利,成为了独家的协议,谷歌与苹果开源与闭源的争论一直没有结论,但对于照明来说,DSI相对于1-10V来说只是提高了照明精度等优势。分组布线并没有改变,而人眼对于光的敏感度相对较低。所以照明体验并没有天壤之别,DSI并不能像苹果的闭源系统IOS一样风行世界,反而变得孤芳自赏。


由于节能的需求,自DSI之后,欧洲开始了对数字式荧光灯照明控制系统的开发和研究,一些主要的照明生产厂商提出了采用标准通信协议来加速群控照明节能产品的推广使用建议。欧洲主要的电子镇流器生产厂家(如Halvar、Hüco、Philips、Osram、Tridonic、Trilux和Vosslohs2chwabe等)都纷纷加入到数字式可寻址调光控制接口DALI (Digital AddressableLighting Interface)标准的制定工作中。


同时,电子控制工作组(ECG)、(IEC929ΠEN60929)成立,开始起草有关标准,并形成欧盟标准草案,生成的DALI草案后来就成为欧盟电子镇流器标准EN60929附录E部份的内容。


1-10V模拟量接口控制镇流器也于1994年并入工业标准IEC929。


2001年成立世界DALI协会。通过DALI技术的推出及应用,目前DALI已成为欧洲数字调光的主流标准。


由于DALI标准是由镇流器厂家共同倡导的标准,它更多是作为一个接口标准,方便系统连接。调光镇流器一般分通信模块和调光模块。DALI定义的是通信方面,调光模块同样是上面的变频技术。将我们前面的镇流器的Regulating Input 换成我们的DALI通信模块,我们就得到了DALI镇流器。有关DALI的详细标准大家可以查相关标准,我只罗列些DALI应用的一些基本特点:

1)全称Digital Addressable Lighting Interface 数字可寻址照明接口,低电压0V (-6.5~6.5V),高电压16V (9.5V~22.5V),最大允许2V波动;2)高效传输速率(1,200 比特/秒);3)双向通讯,可显示光源信息(如开/关,光源真实亮度,光源状态等);4)接线简单, 自由布线方式,(控制信号线没有极性,没有组要求), 控制信号线长度可达300m;5)一个系统最多允许64个独立地址元件,最多可储存16个场景(16个组地址),系统最大电流250mA,镇流器最大电流2mA;6)调光范围0.1%-100%,最低限值取决于供应商,调光曲线标准化且适应人眼的敏感度(下图:对数调光曲线);7)灯可以用电子镇流器开/关(有一定待机功耗)。


DALI镇流器的编址是在系统调试时完成的。因为在一条DALI线上只有0-63个地址,如果出厂时只生产这63个地址的镇流器,这对镇流器的仓储,运输及使用都是不便的,显然镇流器厂家把皮球踢给了系统集成商。


替代的办法是采用随机数方法产生地址,每个镇流器实际用24位存储地址(长地址),出厂时统一设置成FFFFFF,系统调时试,首先使每个镇流器产生随机数地址(DALI命令),24位产生2位相同地址的机率是极小的。然后通过依次搜索最小随机数地址遍历所有这条DALI线上的DALI镇流器并依次赋于0-63地址(短地址)。


每次调试后控制线上任何一个镇流器的地址都是不确定的,因此当系统中某个镇流器发生故障需要更换时,不是简单换一个新的,而是要使新替换上去的镇流器的地址必须与换下来的地址相同,目前还必须借助专用调试设备重新对镇流器地址进行编址,否则会产生地址冲突。


好了,至此,你已经了解了荧光灯镇流器调光技术中常见的三种方法, 1-10V模拟调光,DSI数字串行调光, DALI 数字可寻址调光。这三种镇流器技术发迹于荧光灯,但并不局限于荧光灯,很快就被应用到其他领域,这已是后话了。


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