【導讀】發(fā)光二極管 (LED) 徹底改變了室內外照明。這種固態(tài)照明 (SSL) 技術擁有出色的效率、可控性、色譜、熱性能以及獨特的外形，正將古老的愛迪生白熾燈泡（以及熒光燈、金屬鹵化物燈或鈉蒸汽燈）淘汰出局。現在，大多數室內外新設計以及現有設計的升級改造，都會首先考慮 LED。不過，設計人員仍要小心。在快速創(chuàng)新的同時，也會出現一些隱患，比如非標連接和終端用戶解決方案錯配，這些都會造成負面的客戶體驗。
發(fā)光二極管 (LED) 徹底改變了室內外照明。這種固態(tài)照明 (SSL) 技術擁有出色的效率、可控性、色譜、熱性能以及獨特的外形，正將古老的愛迪生白熾燈泡（以及熒光燈、金屬鹵化物燈或鈉蒸汽燈）淘汰出局。現在，大多數室內外新設計以及現有設計的升級改造，都會首先考慮 LED。不過，設計人員仍要小心。在快速創(chuàng)新的同時，也會出現一些隱患，比如非標連接和終端用戶解決方案錯配，這些都會造成負面的客戶體驗。
它徹底改變的不僅僅是光源本身。例如，LED 照明也在改變連接器的設計和外形及其固定裝置（稱為燈具），這些連接器是任何照明系統的必要組成部分，它們不接受交流線路電壓，而是接受較低的直流電壓，典型電流通常在 3 安培 (A) 至 7 A 之間。此外， LED 照明系統通常是支持數字可尋址照明接口 (DALI) 和 Zhaga 行業(yè)標準的控制網絡的一部分，并作為智能家居或辦公的關鍵一環(huán)提供智能、節(jié)能、高性能的照明。
因此，在進行 LED 照明系統設計之前，工程師有責任熟悉這些標準及其在現實世界連接器中的反映，因為新的設計正在迅速興起。
本文簡要回顧了為什么 LED 會如此普及，然后介紹并描述了這兩種連接標準，以確保智能 LED 設計的互操作性、快速開發(fā)和輕松部署。最后介紹了 Amphenol ICC 的連接器，并作為相關標準及其應用的實際體現概述了這些連接器的使用情況。
為什么 LED 如此普及
LED 發(fā)展成為照明光源有很多促進因素：
成本降低推動產量提高，進而進一步推動成本降低、產量提高
LED 作為光源的基本可靠性和壽命的增強
電路改進，主要是驅動這些 LED 的電源改進
智能控制裝置甚至網絡 I/O 的使用提高了對 LED 的控制便利性
以色溫（開爾文）和顯色指數 (CRI) 為特征的光學輸出質量的改善
政府為提高照明效率以節(jié)約能源而采取的激勵、標準和強制措施（據估計，照明占總能耗的 15% 至 20%）
行業(yè)和政府標準的制定，這些標準確保了 LED 光源之間的互操作性以及與智能控制器的兼容性。
最后一點尤為重要。傳統白熾燈泡有一個重要的尺寸種類就是 "E26" 26 毫米 (mm) 直徑的愛迪生螺口燈泡，這在美國和許多其他國家的住宅環(huán)境中幾乎普遍使用（圖 1），正被 LED 和熒光燈泡所取代，但程度還較小。當然還有其他尺寸，如 E12 底座，但 E26 是目前使用最廣泛的。
當然，標準化為單一底座和插口可以降低成本。同這種技術還催生出多種燈泡形狀、功率水平以及圍繞這種基礎打造的其他屬性，同時減少了對長期更換燒壞燈泡的擔憂。早期幾代 LED 燈泡采用 E26 底座，以兼容現有插口，讓用戶習慣于 LED 照明。這些 E26 LED 燈泡仍在廣泛銷售，因為目前有無數個這樣的插口在使用，所以替代過程時間將會很長。
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 插口的導線往往有比較大的螺紋端子，這對于 LED 光源供電來說并不理想（圖 2）。因此，為了讓 LED 從系統層面到物理連接層面都能充分發(fā)揮其潛力，需要新的標準和連接器類型。
認識到現代照明接口標準的需求后，數字照明接口聯盟 (DiiA) 開發(fā)了 DALI 標準。
DALI 標準重新定義了照明連接
DALI 是一個數字照明控制的專用協議，能夠輕松實現牢固、可擴展和靈活的照明網絡安裝（圖 3）。第一個版本 DALI-1 更適合用于熒光燈鎮(zhèn)流器的數字控制、配置和查詢，考慮 LED 的因素較少。它取代了現有 0/1 至 10 伏模擬控制方式的簡單、單向、廣播式操作。
該標準還包括一個廣播選項，通過簡單的重新配置，每個 DALI 設備可以被分配一個單獨的地址，允許對單個設備進行數字控制。此外，DALI 設備還可以通過編程進行分組操作，這樣就可以通過軟件對照明系統進行重新配置，從而避免改變布線。
隨著用戶期望的增長以及 LED 技術的改進，促進了現在 DALI-2 標準的發(fā)展。DALI-2 不僅僅是一個行業(yè)標準，現在也是國際電工委員會的標準 (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 則涵蓋了控制設備，如應用控制器和輸入設備（如傳感器），以及總線電源。其重點放在不同廠商產品的互操作性上，并有 DALI-2 認證計劃提供支持，以確認產品與規(guī)范的兼容性（圖 4）。
與所有的綜合標準一樣，DALI-2 也很復雜。簡而言之，用單線對作為總線，DALI 網絡上的每個設備都可以單獨尋址。總線同時用于提供信號和電源，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。該標準支持由交流線路或直流電源軌供電的設備。
雖然有各種標準對超低電壓 (ELV) 進行了定義，但 IEC 對 ELV 設備或電路的定義是：電導體與接地間的電勢差不超過交流 50 伏或直流 120 伏。DALI 控制電纜被歸類為 ELV 設備，因此只需要與交流市電保持基本絕緣；它可以跟市電線路或包括市電線路的多芯電纜一起走線。
超越 DALI-2：Zhaga 規(guī)范瞄準了燈具
DALI-2 等標準固然重要，但也只能到此為止。界定如何將標準與具體應用（如 LED 照明和燈具）聯系起來不在其定義范圍內。為解決這一問題，國際 Zhaga 聯盟制定了 LED 燈具所用元器件的接口行業(yè)規(guī)范。該聯盟是 IEEE 行業(yè)標準與技術組織的成員項目，截至 2019 年，已有 120 多家成員。
要搞清照明設備和燈具的區(qū)別，現在正是時候。照明工程協會 (IES) 照明手冊、ANSI/NEMA 標準和 IEC 都使用了“燈具”一詞。它于 2002 年被添加到《美國國家電氣規(guī)范》(NEC) 手冊中，其正式定義為“一個完整的照明單元，由一盞或多盞燈以及設計用于分配光線、定位和保護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、定位和保護有關的零部件，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；或電源導線。燈具的形式多種多樣，適用于各種場合，從功能嚴格的戶外街道照明到室內辦公照明，甚至是“時尚”的零售或家居照明。
“照明設備”在NEC中沒有定義，一般是指用戶心目中的任何東西，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)范正式名稱為 Books（規(guī)格書），針對電氣、機械、光學、熱學和通信接口，并允許組件的互操作性。通過遵守 Zhaga 規(guī)范，設計人員可以確保用戶擁有可互操作、可更換或維修的組件，并確保 LED 燈具在安裝后可在新技術出現時進行升級。
Zhaga Book 18 和 Book 20 對使用 LED 燈具的設計人員來說特別有用；前者側重于戶外設計，而后者則是針對室內應用。
Zhaga Book 18：“戶外燈具與傳感/通信模塊之間的智能接口”規(guī)定了電源和通信方面的內容，此外還規(guī)定了 1.0 版定義的連接系統的機械配合和電氣引腳。它簡化了應用模塊的添加，如添加傳感器和通信節(jié)點到 LED 燈具，并確保了即插即用的互操作性。
Zhaga Book 20：“室內燈具與傳感/通信模塊的智能接口”定義了室內 LED 燈具與傳感/通信節(jié)點的智能接口。該節(jié)點連接到 LED 驅動器和控制系統，通常可以提供傳感器輸入或實現網絡組件之間的通信。節(jié)點可以在現場安裝和更換。
結語
LED 照明已經極大地改變了工業(yè)、商業(yè)和住宅的室內外照明。它將能效、長壽命和燈具配置的靈活性近乎完美地結合在一起。
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