DALI技术及NEC 78K0/IX2调光方案介绍

关键字：DALI,荧光灯方案，智能楼宇控制
产品栏目：LED, CPU/MCU，电源管理IC

一、DALI介绍
 DALI是数字可寻址照明接口（Digital Addressable Lighting Interface）的缩写。DALI 作为IEC 60929 标准的一部分为照明元件提供通信规则。
DALI最早问世于上世纪90 年代中期，商业化的应用开始于1998 年。目前在欧洲DALI 作为一个标准已经被镇流器大厂商所采用。灯光控制总线封闭协议的有Clipsal Bus 和 Dynet，开放协议的有DALI、DMX512、X—10和 HBS。由于协议的开放性，DALI和DMX512在中国被广泛的使用。
下表是DALI和DMX512的基本对比：
 
 
DALI系统的结构图

发展至今，DALI控制总线可以和智能楼宇控制系统的EIB、LON以及场馆、工厂现场等的标准总线实现无缝连接，是技术成熟、为业界广泛采用的照明控制技术。DALI 现在已经在大规模的商业化应用，而且，近期修订的DALI协议，对协议的数据交换等方面作了进一步的完善，DALI技术将因此得到长足的发展。

二、DALI在实际应用中存在的问题
虽然DALI是开放的协议，但控制了协议就等于控制了市场，目前DALI的主机端和控制软件已经和智能楼宇、现场总线控制系统融合在一起，并且牢固地掌握在欧洲几大厂商手中，DALI终端设备也是由这几个厂商占主导地位，这些设备都价格不菲，存在较大的利润空间。
为了响应节能环保的要求，多个国家和地区推出了新的电气准入标准。这些标准也促进了调光灯具和DALI配套产品的发展。纵观全球，在芯片级支持硬件DALI的MCU,只有很少数，并且应用起来都有些不足。针对此类市场需求，NEC电子适时推出了内置DALI功能的78K0/IX2照明变频系列8位MCU。

三、NEC电子针对DALI市场推出的MCU新品
照明控制对算法的要求不是太高，10位的A/D也足够，但对PWM要求精度高、速度快，最好能实现硬件的参数控制和保护功能，以简化CPU算法，当然还需要多种通讯接口。NEC电子的78K0/IX2照明变频系列8位MCU，满足了这些实际要求。
这系列MCU的主要特点有：
单芯片完成DALI通讯、PFC、变频等功能，适合大功率调光应用
内置4路高速16bit Timer，带异常检出功能
内置的高精度、带PLL的时钟，适合于通讯和调光应用
带运放、多路10位A/D、比较器，大大简化外围电路
便于连接红外、RF、DMX512等通讯接口，实现多种控制方式
多种安全功能，适合高可靠应用
功耗低，适合绿色环保应用
由IX2系列MCU构成的带PFC、DALI的照明方案，与其它方案对比如下：


  经以上对比可知，IX2系列MCU的照明方案性价比高，接简单的外围元件，就可以实现DALI从机功能，特别适合DALI接口的照明电源、调光灯具、场景灯饰照明控制、大功率放电灯镇流器等应用。

四、世强电讯针对DALI市场推出的照明系列方案
世强电讯有限公司是NEC电子中国区的重要分销商，迅速地顺应照明市场的发展需求，加大了在照明技术方面的投入，基于IX2系列MCU就推出了支持DALI总线协议的DALI转PWM模块、可调光LED灯、可调光荧光灯等一系列方案。这些方案都支持标准的DALI协议，兼容市场上主流的DALI主机，打破了智能照明市场的长期垄断格局，使用户拥有更多的选择权。
1.DALI可调光荧光灯方案：
荧光灯是目前应用最广的照明灯具，调光功能是其目前发展的趋势。一般具有PFC、DALI的可调光荧光灯是由PFC专用IC、调光控制专用IC、DALI转接MCU此3部分构成，只有少数的设计是把PFC和调光控制IC集成为一体，联合成2部分的结构。而我们推出的DALI可调光荧光灯方案，是把这3部分都集成在一起，实现以下功能：
1 单芯片实现PFC、DALI、调光功能，调光范围10~100%；
2 硬件实现PFC跟踪，算法简洁，PF≥0.99；
3 红外、RF、环境光、人体感应等多种控制接口扩展；
4 灵活地实现多种功能。

 通过对比可以看到，此方案的性价比较高，电路结构简洁划一。

 
2.DALI-PWM模块：
 
如果客户不希望对原产品作太大的改动，而增加DALI功能，作为过渡产品方案，世强电讯推出了DALI-PWM模块，它具有以下特点：
1 体积小，适合于安装在目前的多种调光灯具内，完成完整的DALI功能；
2 功耗低，对原电路影响少；
3 工作电压范围35V~2.7V，提供4路16位的高精度PWM输出；
4 输入、输出口设有保护电路，工作安全可靠。
5 带异常检出和多路反馈信号输入。              

  DALI-PWM转换模块
 
 
3.DALI、DMX512可调光LED灯方案：
LED灯具有低压工作、寿命长、颜色多样、适合灯光变化应用的特点，在舞台灯、广告灯、情景灯、夜景灯产品中产期占据重要地位。随着科学技术和工艺的进步，大功率LED产品的光效越来越高，散热问题也能较好的解决，价格也逐步降低。因此，用于照明的大功率LED灯产品也逐步出现。我们推出的DALI、DMX512可调光LED灯方案具有如下特点：
 
  
 
DALI/DMX512调光LED灯方案演示箱      

方案的结构框图

1 单芯片完成DALI（或DMX512）数字通讯、模拟电路控制的功能，成本低；
2 可靠性好、EMI低，工业级性能、性价比高；
3 能硬件实现恒流控制、占空比调光功能，技术先进；
4 硬件实现PFC跟踪，适合大功率的照明控制的应用；
NEC电子还推出了大功率LED灯的专用IC uPD78F8024系列,把MCU和LED驱动IC集成在一起，简化设计的同时，进一步提供了性价比，适合于DMX512产品的应用。

世强电讯为以上方案提供：完整可行的软件、原理图、PCB示例，技术支持。