发光二极管 (LED) 彻底改变了室内外照明。这种固态照明 (SSL) 技术拥有出色的效率、可控性、色谱、热性能以及独特的外形,正将古老的爱迪生白炽灯泡(以及荧光灯、金属卤化物灯或钠蒸汽灯)淘汰出局。现在,大多数室内外新设计以及现有设计的升级改造,都会首先考虑LED。不过,在这个过程中,设计人员仍要小心,因为在快速创新的同时,也会出现一些隐患,比如非标连接和终端用户解决方案错配,这些都会造成负面的客户体验。
这是因为,LED照明彻底改变的不仅仅是光源本身。例如,LED照明也在改变连接器的设计和外形及其固定装置(称为灯具),这些连接器是任何照明系统的必要组成部分,它们不接受交流线路电压,而是接受较低的直流电压,典型电流通常在3安培 (A) 至7A之间。此外, LED照明系统通常是支持数字可寻址照明接口 (DALI) 和Zhaga行业标准的控制网络的一部分,并作为智能家居或办公的关键一环提供智能、节能、高性能的照明。
因此,在进行LED照明系统设计之前,工程师需要熟悉这些标准及其对现实世界连接器的影响,因为新的设计正在迅速兴起。
本文简要回顾了为什么LED会如此普及,然后介绍并描述了这两种连接标准,以确保智能LED设计的互操作性、快速开发和轻松部署。最后介绍了Amphenol Communications Solutions (ACS)的连接器,并通过这些连接器的实际用例,帮助大家了解相关标准及其应用。
为什么LED如此普及
成本降低推动产量提高,进而进一步推动成本降低、产量提高
行业和政府标准的制定,这些标准确保了LED光源之间的互操作性以及与智能控制器的兼容性。
图1:26mm E26爱迪生底座是目前使用最广泛的灯泡底座,不过也有一些更小和更大的底座,可满足不同的应用需求(图片来源:LOHAS LED Ltd.)
图2:E26插口接线所需的大螺纹端子影响了对LED光源的最佳利用(图片来源:Family Handyman via Pinterest)
认识到现代照明接口标准的需求后,数字照明接口联盟 (DiiA) 开发了DALI标准。
该标准还包括一个广播选项,通过简单的重新配置,每个DALI设备可以被分配一个单独的地址,允许对单个设备进行数字控制。此外,DALI设备还可以通过编程进行分组操作,这样就可以通过软件对照明系统进行重新配置,从而避免改变布线。
随着用户期望的增长以及LED技术的改进,促进了现在DALI-2标准的发展。DALI-2不仅仅是一个行业标准,现在也是国际电工委员会的标准 (IEC 62386)。DALI-2增加了许多新的命令和功能。DALI-1只包括控制模式,而DALI-2则涵盖了控制设备,如应用控制器和输入设备(如传感器),以及总线电源。其重点放在不同厂商产品的互操作性上,并有DALI-2认证计划提供支持,以确认产品与规范的兼容性(图4)。
图4:与DALI-1相比,DALI-2标准更多地考虑了LED的需求,同时也增加了新的命令和更新。(图片来源:DALI 联盟)
超越DALI-2:Zhaga规范瞄准了灯具
Zhaga规范正式名称为Books(规格书),针对电气、机械、光学、热学和通信接口,并允许组件的互操作性。通过遵守Zhaga规范,设计人员可以确保用户拥有可互操作、可更换或维修的组件,并确保LED灯具在安装后可在新技术出现时进行升级。
Zhaga Book 20:“室内灯具与传感/通信模块的智能接口”定义了室内LED灯具与传感/通信节点的智能接口。该节点连接到LED驱动器和控制系统,通常可以提供传感器输入或实现网络组件之间的通信。节点可以在现场安装和更换。
连接器完成电路
图6:FLM-P21-00插座外壳和与之配套的FLM-S21-00插头外壳是基本型两线SSL连接器。(图片来源:ACS)
该系列的特性包括:
带有免工具插入式端子的可用插头
一体化扁平凹陷锁扣功能,提供5牛顿的最小固位力,以确保安全配接,同时又能轻松拆除。
插头可用卷轴提供,带有压接插座触头或插入式导线端子选件,允许大批量装配或易于现场装配/维修。
该系列连接器的密封和防水性能使其特别适合恶劣环境,可用于照明以及HVAC、工业和智能家居等场合,同时其紧凑的设计也具有节省空间的优势。这些连接器中的触头规格可用于不同的线径和相应的电流:18号美规 (AWG) 线,8A;20号AWG线,5 A;低至22号AWG线,3A。
安装不仅仅事关电源连接器。为了完成设计项目,Amphenol提供了其他关键组件,包括FLA-2141-30,这是一种符合ANSI C136-41标准的插座,用于将道路、街道和停车场应用中的户外灯具连接到光电池,以实现调光功能(图8)。除了这种两触头版本,还有无触头和四触头版本。
FLA系列调光插座可与符合ANSI C136.10标准的光电池或盖帽(开路或短路)一起使用。如需实现额外传感器集成,设计人员需要:
FLA插座
FLB-P底座
带传感器的电路板
FLB-C保护罩
本文小结
LED照明已经极大地改变了工业、商业和住宅的室内外照明。它将能效、长寿命和灯具配置的灵活性近乎完美地结合在一起。为了简化和加速LED设计导入,ACS推出了各种系列的连接器,在满足室内外和IP67级要求的同时,也满足了Zhaga行业标准,从而提高了系统的兼容性和互操作性。
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