高大空间LED照明调光控制方案分析房博

高大空间LED照明调光控制方案分析房博

房博

（西安咸阳国际机场股份有限公司）

摘要：随着科学技术的不断发展，LED半导体来世迅速被推广应用，并且应用的领域非常广泛，逐渐成为照明工具的光源首选材料。本文简要介绍高大空间LED照明调光控制方案，并且简要分析高大空间LED照明调光控制的重要性以及当前的LED照明调光控制现状。

关键词：高大空间；LED照明调光控制方案；分析

现代的4G、云端运算的电子业等都对于调光功能需求不能够满足，调光功能需求看起来是非常简单的，但是其实并不想象中的那么简单。许多的电子电气工程师都对于一个问题感到十分的困扰，那就是为什么关于照明调光我们首先需要依靠的居然是相对古老的元件SCR硅控管，设计调光功能控制方案真的那么复杂吗？

1LED照明调光的现状

LED照明也就是传说中的半导体发光二极管照明，是一种半导体固态的发光元件，主要是利用固体半导体的芯片充当的发光材料，在半导体中通过载流子发生复合反应放出过剩的能量进而引起光子发射，在正向电压下，电子从N区注入到P区，空穴由P区注入到N区，进入对方区域的少数载流子也就是少子的一部分与多数载流子又称为多子发生复合反应进而发出光，并且能够发出红、黄、蓝、绿四种颜色的光。如果应用这项原理的基础上添加荧光粉并且依据三基色的原理就能够发出任意一种颜色的光。目前应用比较多的就是手电筒、吸顶灯、投射灯等中小功率的发光器件。LED光源的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物等半导体构成的，比如说包括砷化镓、磷化镓、磷砷化镓等等，其主要的作用结构为PN结，也就是说LED具有一般PN结的基本特性，即正向导通、反向截止、击穿特性，在一定的条件下还具有发光的特性。

灯光指的是人为进行照明，能够在夜晚或者自然光照不足的场合提供足够的亮度，灯光消耗一定的电力，因此在不需要的时候关掉灯光可以节约能源。还有许多的场合不能够在夜晚将全部的灯光都关掉，这时就需要将有些时段的灯光适当的进行调整，把灯光调到较暗的程度，也可以大幅度降低能源的消耗。

2调光型式的分析探讨

2.1硅控调光器

适应于高大空间LED照明的调光控制形式主要有5种，首先我们先来研究一下硅控调光器，通过控制可控硅的导通角，然后将输入的正弦波电压截去一部分，进而通过控制灯的电压来实现调光，使用可控硅调光的有点主要包含价格比较适中，并且最重要的是比较适合在光环境守恒的高大空间中应用。还有就是维护起来比较简单，不像其他那么复杂，不需要铺设控制的线缆，在微整强电回路中就可以直接实现调光的功能，使用的过程比较方便。但是也仍然存在不足之处，比如说就会因为电压没有办法实现正弦波的输入而引起大量的谐波被污染的情况发生，还有对变压器的要求比较高，同时也因为必须要将可控硅控制器可以改变相位角的设备进行分析以后才可以改进，对工程的限制比较大，这也是非常重要的一项缺点。最后就是由于调光的方式，变压器的使用时间会极大程度的减少。

2.2脉宽调制调光

其次就是脉宽调制调光，简单来讲就是将电源转换成脉冲的恒直流，并且改变脉冲的宽度，最终才能够实现改变亮度的目的。但是这种有它的适应范围，也就是比较适合于工作电压在0-36V之间的直流电压控制的LED灯具，再具体一点阐述就是控制的设备位于变压器和灯具之间。这种方式也有它自己独特的优点和缺点，优点就包括不会生成任何的色谱偏移，会有比较高的调光精准度，还可以与数字控制技术相结合进行控制，进而使得控制的方式变的比较便利，还有最后一个优点就是即便在比较大的范围内进行调光，也几乎不会发生闪烁的情况。当然也有它的缺点，其中就包含施工安装或者检修的时候困难相对比较多，难度也因此加大。安装维修难度加大的原因是脉宽调制的模块需要安装在变压器与灯具之间，因此必须要重视这个问题，尽快找到缓解的措施或者替代的方法等。

2.3DMX512调光

然后就是第三种调光的类型，也就是DMX512调光。DMX512是一种数字协议，它将光分级别总共分为256级，控制系统能够实现真正的全彩色，理想的传输距离可以为200m，但是在实际的应用中一般只能维持40m左右，所以在40m以后就需要用增强中继器来加强信号，必须要加中继器的原因为信号的干预和衰减。和传统的模拟调光的系统相比，DMX512调光以其强大的控制功能可以给建筑照明、影视演播室、综艺舞台等的灯光效果带来了比较显著的变化成果，可以实现单灯单控的效果，能够满足高大空间的跨度要求。但是科技仍然是一把双刃剑，在实际应用中通过多个控制器的互联来控制复杂的照明方案，操作设计的方式也比较复杂，施工起来比较复杂，并且对于后期的维护成本比较大，配置的驱动器需要采用DMX512的接口，造价比较高，优点在光环境守恒的高大空间没有办法体现。

2.40-10V的调光

第四种就是0-10V的调光，这种调光的方式主要是通过改变输出的电压来控制的，当输出的电压是0V的时候，灯具的亮度也占总亮度的0%，当输出的电压是5V的时候，灯具的亮度占总亮度的50%，当输出的电压是10V的时候，灯具的亮度占总亮度的100%。优点包括以下几条，首先有比较适合在光环境守恒的高大空间中应用，其次就是价格比较合理，稳定性相对来讲比较高，控制的精准度比较高，比较简单容易控制，调光的技术比较成熟，最后还具有脉宽调制调光的某些优点，不会生成任何的色谱偏移，会有比较高的调光精准度，还可以与数字控制技术相结合进行控制，进而使得控制的方式变的比较便利，还有最后一个优点就是即便在比较大的范围内进行调光，也几乎不会发生闪烁的情况等等。

2.5DALI调光

第五个调光的类型就是DALI调光，DALI调光是指数字照明控制国际标准，是国际数字的可寻址接口标准，可以实现单独控制以及任意寻址的目的要求，一个DALI的电源最多能够驱动的DALI镇流器的个数为64个，最远的驱动距离为300米，如果超过300米就要添加DALI的扩展模块。并且调节的亮度基本上不受距离长短的影响，控制的方式比较灵活，抗干扰的能力相对较强，工程的布线方式简单，能够在实行单灯控制的基础上实现灯组控制，随着科技的不断进步，相对较新的DALI调光技术已经逐渐开始替代0-10V的调光。仍然要讲的是DALI调光技术的缺点，造价比较昂贵，优势的条件就像单灯控制等不适合在光环境守恒的高大空间中体现。

3结论

以前因为半导体的加工行业出现的许多问题使得应用的范围受到局限，近几年因为出现了发光二极管以及类似提及相对较小、使用的寿命比较长、产品的质量逐步提高等优点，LED作为光电源的应用市场初步被扩展，人们渐渐发现在高大建筑中LED照明和调光的意义更加突出，使用LED照明变得十分有必要。本文主要针对高大空间的LED照明调光的控制方案进行分析，结合LED照明的五种调光类型进行探讨，每种调光类型都有属于自己的独特的优点和不足之处，我们就应该在设计智能系统的时候结合各方面的因素综合考虑使用那种类型作为基本的调光方式，满足建造维修的基本要求，满足科护的使用需求，应用最合适、经济、便利的方案进行实施。

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作者简介：

陕西铜川人，单位：西安咸阳国际机场股份有限公司，汉族，本科学历，研究方向：电力设备运维、照明灯具、自动化控制，