探讨一种48V低压直流载波通信的LED照明控制系统

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一、目前主流的调光技术
1、LED照明的调光技术，从LED灯珠驱动角度来看，无非两种：
    ① 用调整LED正向电流的方法调光 
    ② 用脉宽调制（PWM）的方法调光 
2、LED照明的调光技术，从控制方式角度来看，有线/无线方式，非常之多：
    ① 可控硅调光技术（前沿调光/后沿调光）
    ② 0/1-10V调光技术
    ③ DALI调光技术（数字可寻址照明接口）
    ④ DMX512调光技术
    ⑤ PLC电力载波调光技术
    ⑥ ZigBee调光技术
    ⑦ Bluetooth mesh调光技术
    ⑧ 其它有线/无线调光技术
3、LED照明的供电方式，有直流供电和交流供电两种：
    ① 交流供电电压一般就是AC220V；
    ② 直流供电电压就比较多了，优选值48V、220V、375V，根据具体场景选定。
二、48V直流载波调光技术
LED调光控制技术，如果既要实现LED灯端PWM智能调光，还要能做到低成本、工程实施简单，目前没有完美的解决方案。我们由此提出一种采用48V直流载波的LED照明控制系统，试图来解决智能调光与低成本不可兼得的矛盾。
48V直流载波LED照明控制系统，由集中电源柜将220V/380V交流电转化为48VDC直流电，统一给直流LED灯具供电，一个直流回路可并联挂接上百盏10W LED灯具（挂接灯具数量主要看灯具功率和线路长度，总线压降不宜过大）。

集中电源柜内置调光控制器，可将灯具配置信息和调光指令直接调制在48V直流总线上，传输给直流LED灯具。在直流LED灯具端进行数字解调，然后存储处理，通过PWM方式自动控制LED灯的光照度。

这种48V直流总线载波通信，有别于传统的有线和无线传输技术，具有安全性高、可靠性高、灯具寿命长、布线简单、成本低、智能调光等特点。
三、优缺点分析
1、采用48V直流载波的LED照明控制系统，具有如下优点：

• 高安全性
  

采用48VDC供电，无触电危险。IEC标准规定，在正常情况下，接触电压的上限是交流50伏或无纹波直流120伏。在特殊情况下，接触电压的上限是交流25伏或无纹波直流50伏。

• 高可靠性
  

集中电源柜采用大厂整流模块，大功率集中整流，可热插更换，N+1冗余；LED灯具采用DC-DC恒流驱动，功耗低、温升小，无整流部分电路，且采用无电解电容或小容量电解电容方案，可靠性显著提高（MTBF提高10倍），大大减少维护次数和降低维护成本；

• 低成本
  

LED灯具采用载波解调芯片+低压直流恒流驱动芯片，无整流部分电路，采用无电解电容或小容量电解电容方案，无需额外的有线/无线通信模块，相比可控硅调光驱动电路成本相差无几；

• 简布线
  

无需敷设单独的控制线，直接在直流电源线调制数字信号进行数据传输，支持广播或分组调光，控制简单，功能强大；

• 高智能
  

LED灯具采用PWM调光方式，不会产生任何色谱偏移，具有极高的调光精确度，调光深度可以达到0.1%，很大范围内调光，也不会发生闪烁现象。支持开/关灯关亮度渐变，支持渐变时长和调光步长配置，支持分组配置；

• 绿色低碳
  

采用48V直流供电，脱离交流电网，无谐波，功率因数高，对电网无冲击，不影响电网质量。同时还可以直接对接绿电系统（光伏发电和风力发电），无需交流逆变器，大大提高电能转化效率。
2、但采用48V直流载波的LED照明控制系统也存在一定局限性，主要适合于室内外一些控制范围小、灯具功率小的应用场景，比如畜禽养殖照明、磁吸导轨照明、室外景观照明等。
1）控制范围有限，因为同样的负荷功率，采用48V直流供电，电压低，线缆上流过的电流大，线上压降也会大，供电线缆线径选择相对要粗（至少1.5mm²）。适合于单回路供电电流不大于20A，单回路线缆长度不大于150米的应用场景；
2）出于成本和管理简单考虑，系统只支持单回路统一调光或分组调光。如果需要做单灯控制，就要采用其它有线或无线调光控制技术。
3）集中电源柜成本较高，电源整流模块可采取N+1方式并联集中供电，虽然安全性可靠性高了，但是成本也会有所上升。

来源：https://blog.csdn.net/weixin_40183476/article/details/142290485?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522566005f3c2b8988e341966bbcf8c0f01%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=566005f3c2b8988e341966bbcf8c0f01&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_ecpm_v1~rank_v31_ecpm-2-142290485-null-null.nonecase&utm_term=%E7%9B%B4%E6%B5%81%E7%85%A7%E6%98%8E&spm=1018.2226.3001.4450
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