DALI数字可寻址接口(Digital Addressable Lighting Interface)是一种数据传输协议。DALI协议是国际公开规格的照明控制通信协议,通信速率为1200bps±10%,主要用于多个荧光灯以及LED照明的调光控制。DALI调光是一种典型的数字控制调光方式。DALI可以通过最大64个短地址和16个的组地址构成网路,一个主机可以控制一个或多个从机,以半双工方式进行通信。
DALI协议的主要电气特征如下:
·异步串行通信协议
·通信速率为1200bps±10%,半双工,双向编码
·双线差分驱动
·DALI总线上电压是16V,高电平范围是:9.5~22.5V,低电平范围是-6.5~6.5V
图1 DALI控制信号电平的规定
·通讯传输由主控单元控制
·DALI可以通过最大64个短地址和16个组地址构成网络
由于DALI标准的电平与常用的单片机控制电路电平不同,因此必需采用特殊的电平转换电路来实现上位机与下位整流器单片机之间的通信。图2是DALI照明系统的简易结构图。由此可以看出,电平转换电路在整个系统中起着极其重要的作用。
图2 DALI照明系统的简易结构框图
随着市场上LED调光产品越来越多,美国和欧洲对LED控制器提出了隔离要求。美国国家标准协会ANSI发布了针对LED驱动电源、LED控制器的ANSIUL8750-2018 Light Emitting Diode (LED) Equipment for Use in Lighting Products的安全标准,已于2020年05月01日生效,主要是控制线路需要和其他线路有隔离或符合exception a-e。
欧洲最新版本LED控制器标准为 EN61347-1:2015 conjunction with EN61347-2-13:2014+A1:2017.该标准中对调光部分的隔离要求也做了明确说明。
为了满足电平转换和隔离要求,荣湃现推出基于数字隔离器的DALI接口电路解决方案。
图3是采用数字隔离器π121U30设计的DALI电平转换隔离电路。DALI信号整流后通过电阻R5和二极管D6给隔离器π121U30的VDD1供电。
图3 DALI电平转换隔离电路
DALI向单片机U2发送信号过程如下:
当DALI信号是高电平时,稳压管Z1导通,隔离器π121U30的2脚VIA输入高电平,VOA输出高电平给单片机U2;当DALI信号时低电平时,数字隔离器U1的2脚VIA输入低电平,VOA输出低电平。
单片机U2向DALI端口发送信号过程如下:
当U2的RB2脚输出高电平时,隔离器π121U30的3脚VOB输出高电平,三极管Q2导通,Q1关断,DALI端口输出高电平;当单片机U2的RB2输出低电平时,隔离器π121U30的3脚VOB输出低电平,三极管Q2关断,Q1导通,DALI端口输出低电平。
数字隔离器相对于光耦而言,在性能、寿命、稳定性、集成度等诸多方面具有优势,已在多个领域得到广泛应用,并逐步取代光耦。
以本示例方案中使用的数字隔离器π121U30为例,该数字隔离器具备以下特点:
·超低功耗:0.55mA/通道(150Kbps 时)
·高速率:150kbps
·高CMTI值: 典型值150kV/μs
·对辐射和传导噪声的高抗干扰能力
·高抗ESD能力:±8kV(HBM模式)
·宽温度范围: -40℃~125℃
·体积小
在广阔的智能照明领域,数字隔离器将能够提供更多更优的解决方案,为LED照明的数字化发展进一步助力。