電力線通信電路指南

LED在一般照明應(yīng)用中提供的一個(gè)好處是它們更容易遠(yuǎn)程控制。本應(yīng)用筆記描述了一種遙控建筑或街道照明系統(tǒng)，并描述了如何實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的電力線或無(wú)線通信控制。

街道、停車場(chǎng)和室內(nèi)燈的遠(yuǎn)程控制應(yīng)用

LED為調(diào)光和改變光色提供了更大的設(shè)計(jì)靈活性。這種多功能性使其成為建筑照明、室內(nèi)環(huán)境照明以及可調(diào)光街道和室外照明等應(yīng)用的理想選擇。所有這些應(yīng)用都需要一種遠(yuǎn)程控制LED燈的技術(shù)。為了使應(yīng)用在市場(chǎng)上取得成功，必須將照明基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)到新的LED技術(shù)的成本降至最低。毫不奇怪，可以重用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案可能會(huì)首先滲透市場(chǎng)。

當(dāng)轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)程控制的LED照明時(shí)，預(yù)計(jì)最昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)是控制LED燈的布線。幸運(yùn)的是，LED燈可以通過現(xiàn)有的電力線使用PLC技術(shù)進(jìn)行控制。

PLC技術(shù)允許遠(yuǎn)距離通信。新的基于 OFDM 的 PLC 技術(shù)，包括 G3-PLC? 等新興標(biāo)準(zhǔn)，通過提供抗噪性和互操作性，簡(jiǎn)化了照明控制應(yīng)用的集成。

遙控LED照明解決方案的主要設(shè)計(jì)要求是：

通信范圍，由應(yīng)用程序決定。對(duì)于室內(nèi)住宅應(yīng)用，30m范圍內(nèi)的東西就足夠了。街道照明可能需要幾公里的范圍。

低功耗。LED的一個(gè)重要賣點(diǎn)是其高能效。重要的是，當(dāng)燈熄滅并且只有通信電路處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，LED燈消耗的功率盡可能低。

通信速率。一些照明應(yīng)用只需要低通信比特率（即幾kbps）來控制燈光調(diào)光，并可能讀取可能的故障。然而，大型燈具和建筑照明網(wǎng)絡(luò)有時(shí)可能需要高達(dá)100kbps的數(shù)據(jù)速率。一個(gè)例子是在單個(gè)PLC控制的網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行數(shù)百個(gè)路燈。

通過PLC或無(wú)線鏈路控制的LED照明系統(tǒng)框圖。

遙控?zé)敉ǔ０ㄒ粋€(gè)微控制器，既可以作為分立元件，也可以集成在另一個(gè)IC中。除非復(fù)雜堆棧采用復(fù)雜的通信協(xié)議，否則基本的微控制器通常就足夠了。微控制器的職責(zé)通常包括解碼通信協(xié)議、為 LED 驅(qū)動(dòng)器生成調(diào)光信號(hào)、讀取故障以及控制燈的照明效果（例如劇院調(diào)光）。

針對(duì)室內(nèi)照明應(yīng)用的無(wú)線通信，Maxim提供MAX1473接收器和MAX1472發(fā)送器。這些產(chǎn)品允許在室內(nèi)環(huán)境中在300m至450m的范圍內(nèi)進(jìn)行30MHz至50MHz自由頻段的通信。

對(duì)于PLC，Maxim的解決方案包括符合G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)的MAX2992基帶和MAX2991模擬前端（AFE）。這些器件構(gòu)成了一個(gè)完整的電力線發(fā)射器/接收器芯片組，可以在數(shù)百米到10公里或更遠(yuǎn)的距離內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)速率高達(dá)300kbps。該系列使這些部件成為街道照明應(yīng)用的理想選擇。MAX2992采用OFDM和自適應(yīng)音調(diào)映射，通過電源線提供可靠的通信。它符合IEEE? P1901.2預(yù)標(biāo)準(zhǔn)。

能量測(cè)量

預(yù)計(jì)世界各地的能源需求將以可能超過我們發(fā)電能力的速度增長(zhǎng)。國(guó)際能源署（IEA）計(jì)算，照明約占全球用電量的17.5%。這相當(dāng)于超過2，200太瓦時(shí)（TWh），超過世界上所有核電站一年的發(fā)電量。作為八國(guó)集團(tuán)的能源效率顧問，國(guó)際能源署表示，除非采取協(xié)調(diào)一致的行動(dòng)實(shí)施新技術(shù)，否則到8年照明的電力消耗可能會(huì)急劇增加。提高能源效率和改善能源管理對(duì)于避免這一潛在的能源危機(jī)至關(guān)重要。

用于管理電力使用的傳統(tǒng)開環(huán)策略粗糙且效率低下，導(dǎo)致可靠性降低和配電穩(wěn)定性降低。工程師正在努力提高所有電子應(yīng)用的電源效率;然而，提高效率只是等式的一部分。

更好的能源管理以及全面的測(cè)量系統(tǒng)至關(guān)重要。結(jié)合有關(guān)功耗方式的反饋可產(chǎn)生閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)并減少浪費(fèi)。此外，讓能源用戶更好地了解他們的功耗有助于克服消費(fèi)者對(duì)能源問題的漠不關(guān)心。

精確測(cè)量可提供了解、確認(rèn)和修改功耗行為所需的反饋。這對(duì)于實(shí)施能量管理控制回路并為維護(hù)和故障診斷提供洞察力至關(guān)重要。

對(duì)于室外照明，準(zhǔn)確的測(cè)量為市政當(dāng)局提供了通過調(diào)暗燈光和按實(shí)際功耗計(jì)費(fèi)來降低電力成本的機(jī)會(huì)。在繼電器控制面板中，精確測(cè)量提供能源管理監(jiān)控和驗(yàn)證反饋，以獲得LEED信用，ISO 50001和使用時(shí)間計(jì)費(fèi)調(diào)整。

審核編輯：郭婷