發(fā)光二極管(LED)，是固體照明(SSL)技術(shù)，它具有優(yōu)異的效率、可控性、色譜、熱性能和獨(dú)特的外觀?，F(xiàn)下，大多數(shù)室內(nèi)外新設(shè)計(jì)和現(xiàn)有設(shè)計(jì)的升級(jí)都會(huì)優(yōu)先考慮發(fā)光二極管。然而，設(shè)計(jì)師仍然應(yīng)該小心。在快速創(chuàng)新的同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)一些隱患，如非標(biāo)準(zhǔn)連接和終端用戶解決方案的錯(cuò)誤匹配，這將導(dǎo)致負(fù)面性客戶體驗(yàn)。
LED不是單純改變了光源本身，它的照明也在改變連接器的設(shè)計(jì)、形狀和固定裝置(稱為燈具)。這些連接器是任何照明系統(tǒng)的必要組成部分。它們不接受交流線路電壓，而是接受較低的DC電壓。典型電流通常在3安培(A)至7A之間。此外，發(fā)光二極管照明系統(tǒng)通常支持?jǐn)?shù)字可尋址照明接口(DALI)和Zhaga行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制網(wǎng)絡(luò)的一部分，并作為智能家居或辦公室的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提供智能、節(jié)能和高性能照明。
因此，在設(shè)計(jì)發(fā)光二極管照明系統(tǒng)之前，工程師有責(zé)任熟悉這些標(biāo)準(zhǔn)及其在現(xiàn)實(shí)世界中的反映，因?yàn)樾略O(shè)計(jì)正在迅速崛起。
一、LED為何如此普及？
發(fā)光二極管發(fā)展成為照明光源有許多的促進(jìn)因素：
1、原材料成本的降低促進(jìn)產(chǎn)量增加，進(jìn)一步促進(jìn)了制造的成本降低和產(chǎn)量增加。
2、發(fā)光二極管作為光源具有可增強(qiáng)基本可靠性和壽命。
3、電路改進(jìn)主要是驅(qū)動(dòng)這些發(fā)光二極管的電源改進(jìn)。
4、以色溫(開(kāi)爾文)和顯色指數(shù)(CRI)為特征的光學(xué)輸出質(zhì)量的改善。
5、為提高照明效率，節(jié)約能源，政府采取了激勵(lì)、標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)制措施(據(jù)估計(jì)，照明占總能耗的15%-20%)
6、行業(yè)和政府標(biāo)準(zhǔn)的制定保證了發(fā)光二極管光源之間的可操作性和與智能控制器的兼容性。
7、這點(diǎn)尤為重要。傳統(tǒng)的白熾燈泡有一種重要的尺寸類型，即”E26“為26毫米(毫米)的愛(ài)迪生螺紋燈泡，用于美國(guó)和許多其他國(guó)家的住宅環(huán)境。正被LED和熒光燈泡取代，但程度不大。
當(dāng)然，標(biāo)準(zhǔn)化為單個(gè)底座和插座可以降低成本。同樣，該技術(shù)還產(chǎn)生了各種燈泡形狀、功率水平和圍繞該基礎(chǔ)創(chuàng)建的其他屬性，同時(shí)減少了長(zhǎng)期更換和燒壞燈泡的擔(dān)憂。早期幾代發(fā)光二極管燈泡使用E26底座，與現(xiàn)有插座兼容，使得用戶習(xí)慣于發(fā)光二極管照明。這些E26發(fā)光二極管燈泡仍在廣泛銷售，因?yàn)槟壳耙呀?jīng)使用了無(wú)數(shù)個(gè)這樣的插座，所以替代過(guò)程的時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)。
但是，與白熾燈相比，發(fā)光二極管在電流、電壓(DC)和功耗方面有很大的不同。白熾燈泡通常使用120/240伏交流供電。而，E26插座的導(dǎo)線通常有相對(duì)較大的螺紋端子，這對(duì)發(fā)光二極管光源的供電并不理想。因此，為了使發(fā)光二極管從系統(tǒng)層面到物理連接層面充分發(fā)揮其潛力，需要新的標(biāo)準(zhǔn)和連接器類型。
在了解了現(xiàn)代照明界面標(biāo)準(zhǔn)的需求之后，數(shù)字照明界面聯(lián)盟開(kāi)發(fā)了DALI標(biāo)準(zhǔn)。
二、DALI標(biāo)準(zhǔn)重新定義了照明連接。
DALI是數(shù)字照明控制的專用協(xié)議，可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固、可擴(kuò)展、靈活的照明網(wǎng)絡(luò)安裝。最初版本的DALI-1適用于熒光燈鎮(zhèn)流器的數(shù)字控制、配置和查詢，LED的要素很少。取代了現(xiàn)有的0/1~10伏模擬控制方式的簡(jiǎn)單、單向、廣播操作。
該標(biāo)準(zhǔn)還包括廣播選項(xiàng)。通過(guò)簡(jiǎn)單的重新配置，每個(gè)DALI設(shè)備可以分配一個(gè)單獨(dú)的地址，允許單個(gè)設(shè)備的數(shù)字控制。此外，DALI設(shè)備還可以通過(guò)編程進(jìn)行分組操作，從而通過(guò)軟件重新配置照明系統(tǒng)，避免布線變化。
伴隨著用戶期望的增長(zhǎng)和LED技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了DALI-2標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。DALI-2不僅是一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它現(xiàn)在也是國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)(IEC62386)。DALI-2增加了很多新的命令和功能。DALI-1只包括控制模式，而DALI-2則包涵了控制設(shè)備，例如，應(yīng)用控制器和輸入設(shè)備(例如傳感器)，以及總線電源。它的重點(diǎn)是不同廠商產(chǎn)品的互操作性，并且有DALI-2認(rèn)證計(jì)劃的支持，以確定產(chǎn)品與規(guī)格的兼容性。
DALI-2和所有綜合標(biāo)準(zhǔn)一樣，也很復(fù)雜。簡(jiǎn)單地說(shuō)，以單線對(duì)作為總線，DALI網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)設(shè)備都可以單獨(dú)找到位置。該線路同時(shí)用于提供信號(hào)和電源，支持的電源可以在16伏DC電壓(典型值)下提供高達(dá)250毫安(mA)的電流。該標(biāo)準(zhǔn)支持由交流線路或DC電源軌道供電的設(shè)備。
盡管超低電壓(ELV)被定義為各種標(biāo)準(zhǔn)，但I(xiàn)EC對(duì)ELV設(shè)備或電路的定義是：電導(dǎo)體與接地之間的電勢(shì)差不超過(guò)交流50伏或DC120伏。由于DALI控制電纜被歸為ELV設(shè)備，因此只需與交流市電保持基本絕緣，即可與市電線路或包括市電線路在內(nèi)的多芯電纜齊走線。
三、超越DALI-2:Zhaga標(biāo)準(zhǔn)瞄準(zhǔn)燈具。
雖然像DALI-2這樣的標(biāo)準(zhǔn)很重要，但是也只能到此為止了。如何將標(biāo)準(zhǔn)與特定的應(yīng)用(如LED照明和燈具)聯(lián)系起來(lái)，不在其定義之內(nèi)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，國(guó)際Zhaga聯(lián)盟制定了LED燈具所用部件的界面行業(yè)規(guī)范。該聯(lián)盟是IEEE行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)組織的成員項(xiàng)目，截至2019年，已有120多名成員。
要搞清楚照明設(shè)備和燈具的區(qū)別。照明工程協(xié)會(huì)(IES)照明手冊(cè)、ANSI/NEMA標(biāo)準(zhǔn)和IEC都使用了燈具這個(gè)詞。2002年，它被添加到《美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范》(NEC)手冊(cè)中，它被正式定義為一個(gè)完整的照明單元，包括一個(gè)或多個(gè)燈，設(shè)計(jì)用于分配光線、定位和保護(hù)燈，以及連接燈管的部件。燈具包括燈具和所有與照明裝置直接分布、定位和保護(hù)相關(guān)的部件，不包括支撐部件，如臂、筋或桿；用于固定燈具的緊固件；控制或安全裝置；或電源導(dǎo)線。燈具形式多樣，適用于各種場(chǎng)合，從功能嚴(yán)格的戶外街道照明到室內(nèi)辦公照明，甚至?xí)r尚零售或家居照明。
照明設(shè)備在NEC中沒(méi)有定義，一般指的是用戶心目中的任何東西，可能包括以下要素:燈(燈泡)、燈罩、燈球、透鏡或漫射器、支架、燈桿或燈具配件等要素。
Zhaga規(guī)格的正式名稱是Books(規(guī)格書(shū))，對(duì)于電氣、機(jī)械、光學(xué)、熱學(xué)和通信接口，允許組件的相互操作。遵守Zhaga規(guī)格，設(shè)計(jì)者可以確保用戶擁有相互操作、可更換或維護(hù)的組件，并確保發(fā)光二極管燈在安裝后可以在新技術(shù)出現(xiàn)時(shí)升級(jí)。
ZhagaBook18和Book20對(duì)于使用LED燈具的設(shè)計(jì)者尤其有用；前者側(cè)重于戶外設(shè)計(jì)，后者側(cè)重于室內(nèi)應(yīng)用。
ZhagaBook18:戶外照明器具與傳感器/通信模塊之間的智能接口規(guī)定了電源和通信內(nèi)容，還規(guī)定了1.0版定義的連接系統(tǒng)的機(jī)械配合和電氣引腳。簡(jiǎn)化了應(yīng)用模塊的追加，將傳感器和通信節(jié)點(diǎn)追加到LED照明器具中，確保了即插即用的操作性。
ZhagaBook20:室內(nèi)照明器具與傳感器/通信模塊的智能接口定義了室內(nèi)照明器具與傳感器/通信節(jié)點(diǎn)的智能接口。該節(jié)點(diǎn)連接到LED驅(qū)動(dòng)器和控制系統(tǒng)，通常提供傳感器輸入或網(wǎng)絡(luò)組件之間的通信。節(jié)點(diǎn)可以在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置和更換。
結(jié)論
LED照明大大改變了工業(yè)、商業(yè)和住宅的室內(nèi)外照明。它與能源效率、長(zhǎng)壽命和燈具配置的靈活性幾乎完美結(jié)合。
