LED智能照明分析课件.ppt

LED智能照明,中山大学（古镇）半导体照明技术研究中心简介,中山大学（古镇）半导体照明技术研究中心是中山大学和古镇镇政府共同组建起来的一个产学研合作平台。研究中心位于古镇灯饰大厦A座11楼，面积达1000平方米，邻近镇政府办公大楼，地处古镇镇的行政及商业中心，非常便利于当地企业与研究中心的交流与合作。,研究中心专注于半导体(LED)照明领域的各项技术研发，并为LED照明应用领域的企业提供相关的技术方案、设计验证及人才培养等服务。作为一个面向企业的科技服务平台，我们热忱欢迎广大的技术方案提供商和LED照明厂商前来进行交流与合作，共同推动LED照明应用领域的技术创新及科技进步。,中山大学（古镇）半导体照明技术研究中心简介,CONTENTS,2,LED智能照明的技术发展现状,3,LED光源与传统光源在智能控制技术有何不同,4,LED智能灯具与控制器的标准与检测,1,什么是LED智能照明？,LED智能照明未来发展方向及市场潜力,5,LED智能照明专题报告的主要内容,LED智能照明所必须具备的要素：要素1：能充分体现LED光源的优势和特点。例如：高效节能；灯光软启动、动态显示、具精确及深度调光；色温调节等。,1.什么是LED智能照明？,要素2：具智能化控制的功能。基本功能：以简便快捷的操作方式，实现满足需求和舒适性的照明控制。例如：通过墙壁控制面板或无线遥控器，实现“一键式”的照明场景切换，不 仅可同时实现多个光源的开关切换，而且可以实现深度调光及精确的色温调节。附加功能：1）结合传感器（如照度、人体移动感应器）的使用，实现自动化的光环境控制。2）结合现场总线技术或互联网技术，实现多光源的组网及控制。,LED智能照明的目的：1）满足个性化、舒适的照明需求；2）实现二次节能，节省照明用电及维护成本；3）实现更便捷的照明控制和管理。,技术模式一：,2.LED智能照明的技术发展现状控制技术模式,优点：容易兼容传统光源的照明控制器或控制系统。灯具通常采用切相、1-10V、PWM或DMX512的方式进行调光。其中采用切相方式 调光无需专门的控制信号线，无需改动原有的布线，改造成本低。LED驱动器无需智能处理器，整体灯具成本低。缺点：若使用切相方式调光，会在线路上产生严重的谐波干扰，难以实现精准调光。由于是通过改变LED的电流值来控制亮度，LED的荧光粉在微功率时色温漂移严重。若使用1-10V、PWM或DMX512的方式进行调光，则控制系统或布线会比较复杂。,模式二：,优点：使用数字信号通信的方式实现调光，可实现精准调光，且调光范围宽。控制功能深入到驱动器内部，可最大限度地发挥LED的特性及节能作用。能实现单回路供电LED灯具的色温调节。缺点：有线接口方式的智能系统需要增加布线，改造成本高。无论有线或无线接口的LED智能驱动器均需要增加微处理器及通信接口电路，整体灯具成本高。,2.LED智能照明的技术发展现状控制技术模式,户外照明,商业、公共照明,家居室内照明,LED智能照明普及率,2.LED智能照明的技术发展现状应用与普及,2.LED智能照明的技术发展现状系统总线接口与标准,2.LED智能照明的技术发展现状系统总线接口与标准,比较 有线方式：技术成熟、应用稳定、受控灯具节点成本低，但有布线成本。无线方式：技术及标准仍有待成熟、规范及广泛的应用验证，应用时不稳定因素多，受控 灯具节点成本高，但没有布线成本，升级换代容易。,3.LED光源与传统光源在智能控制技术有何不同？,LED调光范围宽，调光分辨率精细：因此控制系统宜使用数字传输技术，且控制深度和精细度可以做得很高，因而可更好地实现节能及光环境调控。例如可实现LED亮度调节范围0.1%-100%，调节精度达1/1000。,LED光源响应时间短，易于实现动态显示：在需要实现动态显示的照明应用场合，宜使用高速数字传输技术。例如通过DMX512总线实现户外建筑外墙的动态装饰照明。,LED光源体积小，易于实现灯具个性化，并能构成大规模的点光源照明或显示：因此在特定应用场合控制系统的处理数据容量及处理能力要求高。例如大型户外建筑外墙的动态装饰照明往往需要以高性能PC作为中央控制器，且使用光纤作为骨干通讯电缆。,LED光源色彩丰富，易于实现色温或颜色控制：因此需要控制系统具备色温或颜色控制的手段和处理能力。例如通过DALI总线实现室内照明的色温调节控制。,综述：相对于传统光源，LED光源的控制系统需要有针对性地提升其数据处理能力，包括：数据处理容量、处理速度、处理方式及处理手段等方面。,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,LED智能灯具的定义：硬件结构:,微处理器,LED驱动,LED光源,LED灯具内部传感（电压、电流、温度、色温等）,通讯接口,外部传感器接口,定时器,典型功能:,环境照度、人体占用等传感器,通过控制接口或通讯接口对LED进行即时的调光(调色)控制或照明场景调用。通过与环境传感器（如环境照度、人体占用等）连接实现全自动LED照明控制。通过内部（或外部）定时器的设置进行LED功率的自动定时调节，实现LED亮度的定时控制或LED生命周期的光衰补偿。对于组网的多个灯具，支持独立地址、分组或广播等多种寻址控制方式，多种照明场景、调光曲线（线性对数)、输出功率范围等参数可编程预设。典型的LED智能驱动器：具DALI接口的LED驱动器。可侦测及反馈LED灯具内部的工作状态，如电压、电流、温度、色温等。,配置存储器,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,智能照明协议的标准分类 开放式标准:对通讯接口的物理接口、时序格式及照明控制的协议内容都形成了完善且公开的规范。如DALI、DMX512、ZLL（Zigbee Light Link）等标准。封闭式标准：通常缺乏照明控制协议内容的公开规范，甚至某些厂商会采用非标准的物理接口或时序格式以保护自身的知识产权和市场利益。如RS485总线的物理接口已形成公开的国际标准，但采用RS485总线的照明控制系统却缺乏开放和统一的照明控制协议，故无法做到各个制造商相互兼容。,LED智能灯具或控制器的检测方案,确定检测的目的：仅需要功能验证；或需要获取国际认证。确定或了解检测的项目、测试条件、测试设备和测试方法。依照检测目的选取以下三种检测途径之一：,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,举例1：DALI灯具与控制器的简易检测方案,目的：仅需要功能验证。前提：确定或了解检测的项目、测试条件、测试设备和测试方法。途径：用户自检 或送第三方检测机构 方案：,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,（1）DALI驱动器的功能性检测,电脑及检测软件,DALI-USB适配器,被测设备（DALI驱动器+LED光源）,光学及电参数检测设备,检测设备,LED驱动器DALI功能的简易测试平台搭建,DALI指令测试方法,测试DALI指令的分类,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,激活：输出测试指令,测试：查询指令执行结果及LED的工作状态,依据IEC62386-102-2009（数字可寻址照明接口 第102部分：通用要求 驱动控制装置）所列明的测试流程对以下8类DALI系列指令（共约270多条指令）作逐一测试：,（2）DALI照明控制器的功能性检测,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,电脑及检测软件,DALI-USB适配器,被测设备（DALI照明控制器）,检测设备,DALI照明控制器的简易测试平台搭建,测试方法,激活DALI照明控制器：输出DALI指令,测试：PC端监测控制器发出的DALI指令,DALI照明控制器,测试：1）PC端发出用于配置的DALI指令。2）PC端查询配置指令的执行情况。,控制指令测试：,配置指令测试：,目的：需要获得DALI国际认证及标识。前提：加入DALI标准的国际组织。认证流程：,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,举例2：DALI灯具与控制器的国际认证方案,向DALI国际组织（ZVEI-德国电子电气制造商协会）提交入会申请书,签署入会需要的协议文件,获批准后，缴纳会费5000欧元/年,获得DALI的标准测试软件及使用许可证,在指定的测试仪器（Probitlab/14000欧元）执行DALI兼容性测试,测试通过后，获得DALI国际商标之使用权,DALI指定的测试仪器及测试系统搭建：,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,举例2：DALI灯具与控制器的国际认证方案,被测DALI驱动器,被测光源,测试PC及软件,4.LED智能灯具与控制器的标准与检测,举例3：ZLL（Zigbee Light Link）控制器的国际认证方案,目的：需要获得ZLL兼容性测试或认证。途径：目前有四家实验室可进行测试与认证，其中 欧洲两家，北美一家，中国一家。中国赛西实验室是唯一家本土实验室。优势为：本土测试，语言及无时差沟通。认证流程：（测试周期：约4周）,客户提出申请,签订合同,申请ZigBee联盟会员（3000美元/年）,客户送样，产品测试(约1500美元）,提交测试结果并申请（500美元）,实验室出具最终测试结果报告,实验室进行项目初审,Zigbee联盟审核、发证,5.LED智能照明未来发展方向及市场潜力,当前LED智能照明应用推广的主要障碍各种智能照明的技术标准均有其独特的应用优势，但也存在各自明显的局限性，非专业用户难以作出选择。安装、配置及调试技术复杂，施工难度大，通常需要专业技术人员进行调试。成本高，大部分用户比较难于接受。,LED智能照明的未来发展方向大众化（消费照明）的智能LED照明市场趋向于采用开放的统一标准，以确保不同厂商的产品间拥有良好的互操作性。事实上，早在1994年，TRIDONIC（锐高）、OSRAM、PHILIPS等国际照明厂商就已经联合推出了针对照明控制有线接口的DALI标准；而在2012年4月份，ZigBee联盟宣布ZLL（ZigBee Light Link）标准正式启用，这项针对LED照明无线通讯的新标准同样得到飞利浦、OSRAM、GE等厂商的支持。可以预见，开放式的统一标准将会成为消费照明控制应用的主流规范。随着LED智能照明的技术进步及广泛应用，控制系统的安装、调试将更简单直观，且无需额外工具和专业知识。智能灯控模块嵌入到LED灯具中，传统的照明开关将逐步消失，取而代之的是具备场景、调光调色控制功能的墙壁照明控制面板，照明遥控器或手机等互联网智能终端将及应用。随着智能照明应用规模的扩大及产业链的完善，LED智能照明产品的成本将大幅降低。,5.LED智能照明未来发展方向及市场潜力,中国LED室内照明与景观照明行业产业规模比较,LED照明市场预测：LED景观照明行业已经比较成熟，因此未来市场需求将不会有爆发性增长。LED室内照明的需求仍会保持较快的增长，目前LED室内照明仍主要应用于 商业照明和办公照明领域，家居照明已开始启动，市场潜力巨大。,半导体照明逐渐成为全球照明市场的主流，其在照明市场中的渗透率快速提升到12.5%。20082012年，全球半导体照明市场年均增长率达到53.9%，远高于整体照明市场个位数的增长速度。,据媒体报道，智能照明产值将于2013年达到9100万美元的规模，并将于2014年有望快速翻倍成长至2亿5000万3亿美元，发展到2019年更将上看14亿7100万美元的规模LED智能照明无疑将为LED照明应用创造出新的蓝海市场！,5.LED智能照明未来发展方向及市场潜力,