數(shù)字隔離器在DALI調光系統(tǒng)中的應用

DALI數(shù)字可尋址接口（Digital Addressable Lighting Interface）是一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。DALI協(xié)議是國際公開規(guī)格的照明控制通信協(xié)議，通信速率為1200bps±10%，主要用于多個熒光燈以及LED照明的調光控制。DALI調光是一種典型的數(shù)字控制調光方式。DALI可以通過最大64個短地址和16個的組地址構成網(wǎng)路，一個主機可以控制一個或多個從機，以半雙工方式進行通信。

DALI協(xié)議的主要電氣特征如下

雙線差分驅動

異步串行通信協(xié)議

通訊傳輸由主控單元控制

通信速率為1200bps±10%，半雙工，雙向編碼

DALI可以通過最大64個短地址和16個組地址構成網(wǎng)絡

DALI總線上電壓是16V，高電平范圍是：9.5~22.5V，低電平范圍是-6.5~6.5V

圖1DALI控制信號電平的規(guī)定

可以看出，DALI標準的電平與單片機的電平不同，這就必然需要特殊的電平轉換電路實現(xiàn)上位機與下位整流器單片機的通信。

圖2是DALI照明系統(tǒng)的簡易結構圖。由此可以看出，電平轉換電路在整個系統(tǒng)中起著極其重要的作用。

圖2DALI照明系統(tǒng)的簡易結構框圖

隨著市場上LED調光產(chǎn)品越來越多，美國和歐洲對LED控制器提出了隔離要求。美國國家標準協(xié)會ANSI發(fā)布了針對LED驅動電源、LED控制器的ANSIUL8750-2018 Light Emitting

Diode (LED) Equipment for Use in

Lighting Products的安全標準，將于2020年05月01日生效，主要是控制線路需要和其他線路有隔離或符合exception a-e。

歐洲最新版本LED控制器標準為EN61347-1：2015 conjunction with EN61347-2-13：2014+A1：2017.標準中寫明，如果調光部分未隔離，結構就會有問題, 例如：0-10V調光電路設計時，需要與LV電路進行隔離。調光的負極如直接和GND連接，結構NG.需要增加一款驅動小板進行隔開。

為了實現(xiàn)電平轉換和隔離要求，以前的DALI調光器多采用光電隔離器來實現(xiàn)。由于光耦存在功耗大，內部LED老化，性能受溫度影響，體積大等缺點，現(xiàn)推出數(shù)字隔離器解決方案。

榮湃的數(shù)字隔離器π121U30具有以下特點：

超低功耗:0.55mA/通道(150Kbps 時)

高速率:150kbps

高CMTI 值: 典型值150kV/μs

對輻射和傳導噪聲的高抗干擾能力

ESD(HBM) 模式：±8kV

3V 至5.5V 電平轉換

寬溫度范圍: -40℃～125℃

默認輸出低電平

圖3是采用數(shù)字隔離器π121U30設計的DALI電平轉換電路。DALI信號整流后通過電阻R5和二極管D6給隔離器π121U30的VDD1供電。

圖3DALI電平轉換電路

DALI向單片機U2發(fā)送信號過程如下

當DALI信號是高電平時，穩(wěn)壓管Z1導通，隔離器π121U30的2腳VIA輸入高電平，VOA輸出低電平給單片機U2；當DALI信號時低電平時，數(shù)字隔離器U1的2腳VIA輸入低電平，VOA輸出低電平。

單片機U2向DALI端口發(fā)送信號過程如下

當U2的RB2腳輸出高電平時，隔離器π121U30的3腳VOB輸出高電平，三極管Q2導通，Q1關斷，DALI端口輸出高電平；當單片機U2的RB2輸出低電平時，隔離器π121U30的3腳VOB輸出低電平，三極管Q2關斷，Q1導通，DALI端口輸出低電平。

數(shù)字隔離器相對于光耦而言，在性能、壽命、穩(wěn)定性、集成度、成本等方面具有諸多優(yōu)點，已逐步取代光耦并得到廣泛的應用。數(shù)字化轉型已成為LED照明的一個發(fā)展趨勢，智能調光產(chǎn)品和需求越來越多。榮湃的數(shù)字隔離器π121U30將為DALI數(shù)字化智能調光進一步助力。

審核編輯：湯梓紅