设计指南 4687

LED在远程控制照明中的应用

By: Piero Bianco

摘要 : 轻松实现远程控制是LED在通用照明应用中的优势之一。本应用笔记介绍了路灯照明系统的远程控制方案,可以通过电力线传输或无线传输实现照明系统的控制。

远程控制在路灯、停车场和室内照明的应用

远程控制在路灯、停车场和室内照明的应用

LED为调光和改变照明色彩提供了更大的设计灵活性,非常适合建筑照明、室内照明及调光、高能效路灯和室外照明等应用,这类应用中可以远程控制照明。

这些应用能够带给用户极大的增值空间,但是,为了在市场上取得成功,把照明设施升级为LED技术的成本必须控制在最低水平。毫无疑问,能够重复利用现有基础设施的方案也必然是最受市场欢迎的方案。

在远程控制LED照明应用中,产品升级成本最高的基础架构是控制LED照明布线。幸运的是,可以利用两种技术省去这笔昂贵的升级费用:LED灯可以通过无线链路控制或利用PLC技术通过现有的电力线控制。

PLC技术能够支持远距离通信,但当交流线路的断路器或变压器不允许数据流自由传输时,可能带来一些问题。虽然无线通信不存在这一问题,但通信频率限制在免授权波段,无线通信距离也受到一定限制。有些情况下,可以将这两种技术相结合得到最佳的解决方案:在没有变压器阻隔的情况下采用电力线通信,而利用无线连接支持跨变压器设计。

远程控制LED照明的主要设计要求包括:
  • 通信范围。这取决于具体应用,对于住宅的室内应用,30m左右的通信范围即可满足要求,路灯则需要数千米的通信范围。

  • 低功耗。LED的一个重要卖点是高能效。关闭照明、只有通信线路保持有效状态时,需要保证LED灯的功耗最低,这一点对于设计非常关键。

  • 通信速率。有些照明应用只需较低的通信速率(几kbps)即可满足调光控制和故障状态读取的要求。但是,建筑照明有时会需要非常高的数据速率,甚至达到100kbps。洗墙灯就属于这类应用的一个典型例子,通过一条总线控制多个照明灯,并需要不断改变灯光色彩。

  • 低成本。绝大多数照明应用都有类似要求。
典型的无线控制照明系统框图
典型的无线控制照明系统框图

典型的PLC控制照明系统框图。关于Maxim推荐的LED照明方案的完整信息,请访问:china.maximintegrated.com/lighting。
典型的PLC控制照明系统框图。关于Maxim推荐的LED照明方案的完整信息,请访问:china.maximintegrated.com/lighting

远程控制照明系统通常包括一个微控制器,它可以是一个分立单元,或者集成在另一IC内部。多数情况下,一个基本的微控制器即足以满足要求,除非系统采用的是复杂的通信协议和复杂堆栈(例如ZigBee®)。该控制器负责处理通信协议解码、LED驱动器调光信号、读取故障状态等功能,并用于控制灯的照明效果(例如剧场调光)。

照明应用采用无线通信时,可以选择Maxim提供的MAX1473接收器和MAX1472发送器。这些产品工作在300MHz至450MHz免授权波段,室内环境下通信距离可以达到30m至50m。MAXQ610微控制器以极低成本提供上述所有必备功能。

对于PLC应用,Maxim的解决方案包括MAX2991模拟前端(AFE)和MAX2990基带处理器。这些器件构成一套完整的电力线发送/接收芯片组,能够以高达100kbps的数据率,在长达10km的电力线上传输数据。这一传输距离使其非常适合路灯照明系统。MAX2990集成了一个带有PWM输出的微控制器,用于控制LED驱动器的PWM调光输入。这一功能省去了产生调光信号的其它电路。
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