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從過往跟不同的客戶交流中,我們發覺最容易跟客戶溝通不同的調光技術的方法是先按照 交流直流分類不同的調光技術,然後再詳細解說相關內容在開始之前,讓我們先利用一些基本概念來熱身 一下 。


非調光電路中的調光燈具

儘管非調光的燈具都會隨著輸入功率降低而變暗,這明顯不是我們要達到的調光效果。 我們所指的調光效果是指用戶有意識地調校燈具的光暗。那麼,可調光 LED 燈具的價值就在於能夠讓用戶順暢地和任意地調校燈具的亮度。假如我們將可調光 LED 驅動器的額定恆流輸出視為其對燈具的最大電流輸出的話,那麼,在沒有調光器時 LED 驅動器的輸出將會是最大的額定值。也就是說,我們 可以在非調光電路中使用可調光燈具,可是反過來就不一樣了


LED 驅動器的分類

購買打印機時,我們需要為具體型號安裝相應的驅動軟件。同樣地,不同的 LED 燈具有不同的輸入要求,所以我們也需要對應的 LED 驅動器來匹配燈具。如果驅動器的輸出電壓不匹配,LED 燈將無法正常工作。在我們為嵌入式筒燈選擇 LED 驅動器之前,我們需要對 LED 驅動器有一定的認識。

從輸出的角度來看,大多數 LED 驅動器都是恆流輸出的,這點與標準的筆記本電腦電源不同。供應商一般會註明 LED 驅動器在什麼特定電壓範圍內輸出額定恆流值 (mA)。例如,明緯 APC-16-350 是一款 16.8W 非調光 LED 驅動器,在 12Vdc – 48Vdc 範圍內的恆流輸出為 350mA ,而 APC-16-700 是一款 16.8W 非調光 LED 驅動器,在 9Vdc - 24Vdc 範圍內的恆流輸出為 700mA。

雖然大多數 LED 驅動器都是以恆流方式輸出,但有些驅動器是以恆壓方式和 (右側) 以對 PWM 信號輸出 (12Vdc / 24Vdc / 48Vdc),有些是以恆功率方式輸出。更有一些 LED 驅動器可根據負載條件作為恆流或恆壓模式工作。但 在大多數情況下,我們接觸到的都是以恆流 LED 驅動器為主,而這些驅動器的可調光版本則是以基於降低恆流原理的的方式來調光,這意味著輸出電流和亮度是沿著一條調光曲線變化。有關 可調光 LED 驅動器選擇 的可以參考我們相關的 章節

從日常應用角度,我們又可以將 LED 驅動器分為 內置(例如調光 MR16 燈或路軌燈)及 外置(例如筒燈)方式。由於 LED 驅動器決定了照明燈具是否有調光功能,如果我們需要內置驅動器的燈具帶有調光功能的話,必須要在產品選型的時候提出。相反地,如果燈具是由 外置 LED 驅動器 供電的話,我們可以利用可調光驅動器把原來的非調光驅動器替換。除此之外,如有需要客戶可以參照驅動器的規格書再了解浪湧電流和其他參數。


交流相切調光

顧名思義,交流調光就是通過控制從火線上輸入到 LED 燈具的能量,從而達到調校光暗的做法。由於電氣傳輸系統是以交流正弦波形式(110Vac 或 220Vac)進行的,我們可以通過斬去部分正弦波的做法來控制輸入到燈具的功率。也就是說,我們對正弦波切割得越多,能夠輸入到燈具的能量越少,燈具的亮度亦相對減少。因此,我們不難想像有兩種正弦波的切割方法:前沿(上升沿)和後沿(下降沿)相切的做法

雖然這兩種相互排斥的方法同樣適用於白熾燈和鹵素燈,但事實證明,前沿的做法會導致 LED 燈或電容負載出現不同的問題。對於 LED 調光,我們都會同意使用後沿相切調光做法。在我們的第二代 LED 調光器中,我們讓客戶自行選擇前沿或後沿輸出。然而,由於後沿相切在 LED 驅動器中變得越來越流行,並且用 LED 燈取代白熾燈或鹵素燈的趨勢不可逆轉,我們在其後的調光技術中集中在後沿輸出的做法。


TRIAC 調光器與後沿調光器

在我們的討論中經常會提到不同的直氣調光術語,例如: 切相調光器TRIAC 調光器 後沿 LED 調光器,因此我們有必要為這些行業術語簡單分類。簡而言之,TRIAC 調光器是前沿相切的調光器TRIAC 調光器 後沿 LED 調光器都屬於相切調光器,同樣是利用控制交流電源輸入到 LED 燈具的功率來調校燈具的光暗。

TRIAC 調光器在白熾燈和鹵素燈的年代就已經存在。鑑於其悠久的歷史,人們通常將 TRIAC 調光器視為調光器。 TRIAC 調光器依靠單顆 TRIAC 芯片(黃色方框內)和一些無源元件來做到小型家用電器(如吹風機和烤麵包機)中常見的前沿相切控制功能。

當我們打開一個 TRIAC 調光器時,我們可以見到 TRIAC 芯片上的大型散熱器。這大散熱器就是負責 TRIAC 芯片所減少流入燈具的能量消耗。從產品的角度來看,這種大型散熱器對 TRIAC 調光器的尺寸造成了巨大的限制。客戶可以從比較 TRIAC 調光器和我們的 450W 後沿 LED 調光器模塊的尺寸差異見到兩者的差異!

除此之外,電工可以通過調光器的最小負載要求來判斷調光器是否適合 LED 照明;例如,某一個調光開關的額定功率為 50W – 400W(甚至 1000W),它很可能是為白熾燈和鹵素燈設計的。請注意,典型的滷素燈泡約為 50W 或 100W。

很多行內人士應該都曾經有利用 TRIAC 調光器調校 LED 燈具出現各種奇怪情況的經驗。簡單而言,這些奇怪情況都是由於 LED 燈本身可以在非常低的工作電流下操作,從而導致與 TRIAC 芯片本身需要的工作電流(Holding Current)發生衝突。不難想像如果 TRIAC 芯片無法維持其功能,就會出現各式各樣的閃爍情況。在市面上有太多元件供應商,所以這個關鍵參數的差異亦可以非常之大。因此,這因素就成為調光項目中的關鍵風險,亦成為了項目的噩夢。

除此之外,TRIAC 調光器的嚴重浪湧電流 和 重複電流尖峰會削弱調光產品的使用壽命,這也是在 LED 調光項目中採用 TRIAC 調光器的另一個關鍵風險。事實上,我們就遇過一些需要定期為客人更換 TRIAC 調光器的電工。後沿調光器具有避免前沿調光器的重複電流尖峰和其他數字控制的優勢。 因此,後沿 LED 調光器能夠比傳統調光器,在 LED 調光項目提供可靠性的調光表現。


直流調光

相對地,直流調光的做法需要在控制單元和可調光燈具之間增加額外的隔離低壓連線(連線的定義可以是有線或無線的方式),可調光驅動器在接收到控制信號或指令時就會調整亮度。

至於控制訊號方面可以是 模擬信號,例如 0/1-10V,也可以是由設備地址與指令組成的 專用數碼指令。發送端和接收端都需要在預定的通信協議上操作,因此,這類系統需要特定的設備。

在智能燈泡的情況下,控制單元(已安裝應用程式的移動設備)和燈泡之間的連接可以是藍牙 (BLE)、Wi-Fi 和其他常見的無線通信協議。由於這些燈具嵌入了 無線模塊(無線接收模塊和指令解碼單元),因此燈具設計上有一些限制。在我們的混合動態照明控制模式中,我們亦有使用有 0-10V 輸出的 BLE 或 Wi-Fi 模塊連接到我們的 DZ1G300TUNE 控制器,以協助我們實現無線或智能控制的目的。