DALI技術及NEC 78K0/IX2調光方案
摘要: 隨著智能化照明趨勢的發展,DALI(digital addressable lighting interface)以其自身的優勢正在大規模的商用。世強電訊攜手瑞薩電子基于IX2系列MCU的DALI方案在照明領域得到規模化的應用。
一、DALI介紹
DALI是數字可尋址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface)的縮寫。DALI 作為IEC 60929 標準的一部分為照明元件提供通信規則。
DALI最早問世于上世紀90 年代中期,商業化的應用開始于1998 年。目前在歐洲DALI 作為一個標準已經被鎮流器大廠商所采用。燈光控制總線封閉協議的有Clipsal Bus 和 Dynet,開放協議的有DALI、DMX512、X10和 HBS。由于協議的開放性,DALI和DMX512在中國被廣泛的使用。
下表是DALI和DMX512的基本對比:
DALI系統的結構圖
發展至今,DALI控制總線可以和智能樓宇控制系統的EIB、LON以及場館、工廠現場等的標準總線實現無縫連接,是技術成熟、為業界廣泛采用的照明控制技術。DALI 現在已經在大規模的商業化應用,而且,近期修訂的DALI協議,對協議的數據交換等方面作了進一步的完善,DALI技術將因此得到長足的發展。
二、DALI在實際應用中存在的問題
雖然DALI是開放的協議,但控制了協議就等于控制了市場,目前DALI的主機端和控制軟件已經和智能樓宇、現場總線控制系統融合在一起,并且牢固地掌握在歐洲幾大廠商手中,DALI終端設備也是由這幾個廠商占主導地位,這些設備都價格不菲,存在較大的利潤空間。
為了響應節能環保的要求,多個國家和地區推出了新的電氣準入標準。這些標準也促進了調光燈具和DALI配套產品的發展。縱觀全球,在芯片級支持硬件DALI的MCU,只有很少數,并且應用起來都有些不足。針對此類市場需求,NEC電子適時推出了內置DALI功能的78K0/IX2照明變頻系列8位MCU。
三、NEC電子針對DALI市場推出的MCU新品
照明控制對算法的要求不是太高,10位的A/D也足夠,但對PWM要求精度高、速度快,最好能實現硬件的參數控制和保護功能,以簡化CPU算法,當然還需要多種通訊接口。NEC電子的78K0/IX2照明變頻系列8位MCU,滿足了這些實際要求。
這系列MCU的主要特點有:
1 單芯片完成DALI通訊、PFC、變頻等功能,適合大功率調光應用
2 內置4路高速16bit Timer,帶異常檢出功能
3 內置的高精度、帶PLL的時鐘,適合于通訊和調光應用
4 帶運放、多路10位A/D、比較器,大大簡化外圍電路
5 便于連接紅外、RF、DMX512等通訊接口,實現多種控制方式
6 多種安全功能,適合高可靠應用
7 功耗低,適合綠色環保應用
由IX2系列MCU構成的帶PFC、DALI的照明方案,與其它方案對比如下:
|
NEC IX2方案 |
A公司方案 |
B公司方案 |
C公司方案 |
主要IC |
MCU |
MCU |
PFC+MCU+DIM IC |
PFC+PSOC |
DALI接口 |
硬件 |
硬件 |
軟件 |
硬件 |
內置振蕩器 |
|
|
|
|
ROM/RAM |
8-16kB/384-768B |
8kB/512B |
7kB/256B |
16kB/256B |
定時器數/輸出 |
16*3 8*2 /6 |
16*1 12*3 8*1/11 |
16*1 10*1 8*1/5 |
8~32*8/8 |
Analog |
Cmp*3/OP |
Cmp*3/OP*2/DAC |
Cmp*2 |
Cmp*4/OP*4/DAC*4 |
Run@ |
2.2mA |
5mA |
0.5mA Mcu+Other IC |
5mA |
備注 |
性價比高 |
性能好 |
軟、硬件復雜 |
性能好 |
經以上對比可知,IX2系列MCU的照明方案性價比高,接簡單的外圍元件,就可以實現DALI從機功能,特別適合DALI接口的照明電源、調光燈具、場景燈飾照明控制、大功率放電燈鎮流器等應用。
四、世強電訊針對DALI市場推出的照明系列方案
世強電訊有限公司是NEC電子中國區的重要分銷商,迅速地順應照明市場的發展需求,加大了在照明技術方面的投入,基于IX2系列MCU就推出了支持DALI總線協議的DALI轉PWM模塊、可調光LED燈、可調光熒光燈等一系列方案。這些方案都支持標準的DALI協議,兼容市場上主流的DALI主機,打破了智能照明市場的長期壟斷格局,使用戶擁有更多的選擇權。
1.DALI可調光熒光燈方案:
熒光燈是目前應用最廣的照明燈具,調光功能是其目前發展的趨勢。一般具有PFC、DALI的可調光熒光燈是由PFC專用IC、調光控制專用IC、DALI轉接MCU此3部分構成,只有少數的設計是把PFC和調光控制IC集成為一體,聯合成2部分的結構。而我們推出的DALI可調光熒光燈方案,是把這3部分都集成在一起,實現以下功能:
1 單芯片實現PFC、DALI、調光功能,調光范圍10~100%;
2 硬件實現PFC跟蹤,算法簡潔,PF≥0.99;
3 紅外、RF、環境光、人體感應等多種控制接口擴展;
4 靈活地實現多種功能。
通過對比可以看到,此方案的性價比較高,電路結構簡潔劃一。
2.DALI-PWM模塊:
如果客戶不希望對原產品作太大的改動,而增加DALI功能,作為過渡產品方案,世強電訊推出了DALI-PWM模塊,它具有以下特點:
1 體積小,適合于安裝在目前的多種調光燈具內,完成完整的DALI功能;
2 功耗低,對原電路影響少;
3 工作電壓范圍35V~2.7V,提供4路16位的高精度PWM輸出;
DALI-PWM轉換模塊
4 輸入、輸出口設有保護電路,工作安全可靠。
5 帶異常檢出和多路反饋信號輸入。
3.DALI、DMX512可調光LED燈方案:
LED燈具有低壓工作、壽命長、顏色多樣、適合燈光變化應用的特點,在舞臺燈、廣告燈、情景燈、夜景燈產品中產期占據重要地位。隨著科學技術和工藝的進步,大功率LED產品的光效越來越高,散熱問題也能較好的解決,價格也逐步降低。因此,用于照明的大功率LED燈產品也逐步出現。我們推出的DALI、DMX512可調光LED燈方案具有如下特點:
DALI/DMX512調光LED燈方案演示箱
方案的結構框圖
1 單芯片完成DALI(或DMX512)數字通訊、模擬電路控制的功能,成本低;
2 可靠性好、EMI低,工業級性能、性價比高;
3 能硬件實現恒流控制、占空比調光功能,技術先進;
4 硬件實現PFC跟蹤,適合大功率的照明控制的應用;
NEC電子還推出了大功率LED燈的專用IC uPD78F8024系列,把MCU和LED驅動IC集成在一起,簡化設計的同時,進一步提供了性價比,適合于DMX512產品的應用。
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