當(dāng)然,標(biāo)準(zhǔn)化為單一底座和插口可以降低成本。同這種技術(shù)還催生出多種燈泡形狀、功率水平以及圍繞這種基礎(chǔ)打造的其他屬性,同時(shí)減少了對(duì)長(zhǎng)期更換燒壞燈泡的擔(dān)憂(yōu)。早期幾代 LED 燈泡采用 E26 底座,以兼容現(xiàn)有插口,讓用戶(hù)習(xí)慣于 LED 照明。這些 E26 LED 燈泡仍在廣泛銷(xiāo)售,因?yàn)槟壳坝袩o(wú)數(shù)個(gè)這樣的插口在使用,所以替代過(guò)程時(shí)間將會(huì)很長(zhǎng)。
然而,與白熾燈相比,LED 在電流、電壓(直流)和功耗方面有很大的不同,白熾燈泡通常使用 120/240 伏交流電供電。另外,E26 插口的導(dǎo)線(xiàn)往往有比較大的螺紋端子,這對(duì)于 LED 光源供電來(lái)說(shuō)并不理想(圖 2)。因此,為了讓 LED 從系統(tǒng)層面到物理連接層面都能充分發(fā)揮其潛力,需要新的標(biāo)準(zhǔn)和連接器類(lèi)型。
認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代照明接口標(biāo)準(zhǔn)的需求后,數(shù)字照明接口聯(lián)盟 (DiiA) 開(kāi)發(fā)了 DALI 標(biāo)準(zhǔn)。
DALI 標(biāo)準(zhǔn)重新定義了照明連接
DALI 是一個(gè)數(shù)字照明控制的專(zhuān)用協(xié)議,能夠輕松實(shí)現(xiàn)牢固、可擴(kuò)展和靈活的照明網(wǎng)絡(luò)安裝(圖 3)。第一個(gè)版本 DALI-1 更適合用于熒光燈鎮(zhèn)流器的數(shù)字控制、配置和查詢(xún),考慮 LED 的因素較少。它取代了現(xiàn)有 0/1 至 10 伏模擬控制方式的簡(jiǎn)單、單向、廣播式操作。
該標(biāo)準(zhǔn)還包括一個(gè)廣播選項(xiàng),通過(guò)簡(jiǎn)單的重新配置,每個(gè) DALI 設(shè)備可以被分配一個(gè)單獨(dú)的地址,允許對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(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,這樣就可以通過(guò)軟件對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行重新配置,從而避免改變布線(xiàn)。
隨著用戶(hù)期望的增長(zhǎng)以及 LED 技術(shù)的改進(jìn),促進(jìn)了現(xiàn)在 DALI-2 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。DALI-2 不僅僅是一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在也是國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn) (IEC 62386)。DALI-2 增加了許多新的命令和功能。DALI-1 只包括控制模式,而 DALI-2 則涵蓋了控制設(shè)備,如應(yīng)用控制器和輸入設(shè)備(如傳感器),以及總線(xiàn)電源。其重點(diǎn)放在不同廠商產(chǎn)品的互操作性上,并有 DALI-2 認(rèn)證計(jì)劃提供支持,以確認(rèn)產(chǎn)品與規(guī)范的兼容性(圖 4)。
與所有的綜合標(biāo)準(zhǔn)一樣,DALI-2 也很復(fù)雜。簡(jiǎn)而言之,用單線(xiàn)對(duì)作為總線(xiàn),DALI 網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)設(shè)備都可以單獨(dú)尋址??偩€(xiàn)同時(shí)用于提供信號(hào)和電源,支持的電源能在 16 伏直流電壓(典型值)下提供最高 250 毫安 (mA) 的電流。該標(biāo)準(zhǔn)支持由交流線(xiàn)路或直流電源軌供電的設(shè)備。
雖然有各種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)超低電壓 (ELV) 進(jìn)行了定義,但 IEC 對(duì) ELV 設(shè)備或電路的定義是:電導(dǎo)體與接地間的電勢(shì)差不超過(guò)交流 50 伏或直流 120 伏。DALI 控制電纜被歸類(lèi)為 ELV 設(shè)備,因此只需要與交流市電保持基本絕緣;它可以跟市電線(xiàn)路或包括市電線(xiàn)路的多芯電纜一起走線(xiàn)。
超越 DALI-2:Zhaga 規(guī)范瞄準(zhǔn)了燈具
DALI-2 等標(biāo)準(zhǔn)固然重要,但也只能到此為止。界定如何將標(biāo)準(zhǔn)與具體應(yīng)用(如 LED 照明和燈具)聯(lián)系起來(lái)不在其定義范圍內(nèi)。為解決這一問(wèn)題,國(guó)際 Zhaga 聯(lián)盟制定了 LED 燈具所用元器件的接口行業(yè)規(guī)范。該聯(lián)盟是 IEEE 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)組織的成員項(xiàng)目,截至 2019 年,已有 120 多家成員。
要搞清照明設(shè)備和燈具的區(qū)別,現(xiàn)在正是時(shí)候。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”一詞。它于 2002 年被添加到《美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范》(NEC) 手冊(cè)中,其正式定義為“一個(gè)完整的照明單元,由一盞或多盞燈以及設(shè)計(jì)用于分配光線(xiàn)、定位和保護(hù)燈管以及將燈管連接到電源的零部件組成”。燈具包括燈和所有直接與照明裝置的分布、定位和保護(hù)有關(guān)的零部件,具體不包括支撐部件,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(xiàn)。燈具的形式多種多樣,適用于各種場(chǎng)合,從功能?chē)?yán)格的戶(hù)外街道照明到室內(nèi)辦公照明,甚至是“時(shí)尚”的零售或家居照明。
“照明設(shè)備”在NEC中沒(méi)有定義,一般是指用戶(hù)心目中的任何東西,可能包括以下一些或全部要素:燈管(燈泡),或許帶燈罩、燈球、透鏡或漫射器、支架、燈桿或燈具配件,以及其他要素。
Zhaga 規(guī)范正式名稱(chēng)為 Books(規(guī)格書(shū)),針對(duì)電氣、機(jī)械、光學(xué)、熱學(xué)和通信接口,并允許組件的互操作性。通過(guò)遵守 Zhaga 規(guī)范,設(shè)計(jì)人員可以確保用戶(hù)擁有可互操作、可更換或維修的組件,并確保 LED 燈具在安裝后可在新技術(shù)出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行升級(jí)。
Zhaga Book 18 和 Book 20 對(duì)使用 LED 燈具的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)特別有用;前者側(cè)重于戶(hù)外設(shè)計(jì),而后者則是針對(duì)室內(nèi)應(yīng)用。
Zhaga Book 18:“戶(hù)外燈具與傳感/通信模塊之間的智能接口”規(guī)定了電源和通信方面的內(nèi)容,此外還規(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。它簡(jiǎn)化了應(yīng)用模塊的添加,如添加傳感器和通信節(jié)點(diǎn)到 LED 燈具,并確保了即插即用的互操作性。
Zhaga Book 20:“室內(nèi)燈具與傳感/通信模塊的智能接口”定義了室內(nèi) LED 燈具與傳感/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??梢蕴峁﹤鞲衅鬏斎牖?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組件之間的通信。節(jié)點(diǎn)可以在現(xiàn)場(chǎng)安裝和更換。
結(jié)語(yǔ)
LED 照明已經(jīng)極大地改變了工業(yè)、商業(yè)和住宅的室內(nèi)外照明。它將能效、長(zhǎng)壽命和燈具配置的靈活性近乎完美地結(jié)合在一起。