电力线通信电路指南

LED在一般照明应用中提供的一个好处是它们更容易远程控制。本应用笔记描述了一种遥控建筑或街道照明系统，并描述了如何实现照明系统的电力线或无线通信控制。

街道、停车场和室内灯的远程控制应用

LED为调光和改变光色提供了更大的设计灵活性。这种多功能性使其成为建筑照明、室内环境照明以及可调光街道和室外照明等应用的理想选择。所有这些应用都需要一种远程控制LED灯的技术。为了使应用在市场上取得成功，必须将照明基础设施升级到新的LED技术的成本降至最低。毫不奇怪，可以重用现有基础设施的解决方案可能会首先渗透市场。

当转换为远程控制的LED照明时，预计最昂贵的基础设施升级是控制LED灯的布线。幸运的是，LED灯可以通过现有的电力线使用PLC技术进行控制。

PLC技术允许远距离通信。新的基于 OFDM 的 PLC 技术，包括 G3-PLC™ 等新兴标准，通过提供抗噪性和互操作性，简化了照明控制应用的集成。

遥控LED照明解决方案的主要设计要求是：

通信范围，由应用程序决定。对于室内住宅应用，30m范围内的东西就足够了。街道照明可能需要几公里的范围。

低功耗。LED的一个重要卖点是其高能效。重要的是，当灯熄灭并且只有通信电路处于活动状态时，LED灯消耗的功率尽可能低。

通信速率。一些照明应用只需要低通信比特率（即几kbps）来控制灯光调光，并可能读取可能的故障。然而，大型灯具和建筑照明网络有时可能需要高达100kbps的数据速率。一个例子是在单个PLC控制的网络上运行数百个路灯。

通过PLC或无线链路控制的LED照明系统框图。

遥控灯通常包括一个微控制器，既可以作为分立元件，也可以集成在另一个IC中。除非复杂堆栈采用复杂的通信协议，否则基本的微控制器通常就足够了。微控制器的职责通常包括解码通信协议、为 LED 驱动器生成调光信号、读取故障以及控制灯的照明效果（例如剧院调光）。

针对室内照明应用的无线通信，Maxim提供MAX1473接收器和MAX1472发送器。这些产品允许在室内环境中在300m至450m的范围内进行30MHz至50MHz自由频段的通信。

对于PLC，Maxim的解决方案包括符合G3-PLC标准的MAX2992基带和MAX2991模拟前端（AFE）。这些器件构成了一个完整的电力线发射器/接收器芯片组，可以在数百米到10公里或更远的距离内传输数据，数据速率高达300kbps。该系列使这些部件成为街道照明应用的理想选择。MAX2992采用OFDM和自适应音调映射，通过电源线提供可靠的通信。它符合IEEE® P1901.2预标准。

能量测量

预计世界各地的能源需求将以可能超过我们发电能力的速度增长。国际能源署（IEA）计算，照明约占全球用电量的17.5%。这相当于超过2，200太瓦时（TWh），超过世界上所有核电站一年的发电量。作为八国集团的能源效率顾问，国际能源署表示，除非采取协调一致的行动实施新技术，否则到8年照明的电力消耗可能会急剧增加。提高能源效率和改善能源管理对于避免这一潜在的能源危机至关重要。

用于管理电力使用的传统开环策略粗糙且效率低下，导致可靠性降低和配电稳定性降低。工程师正在努力提高所有电子应用的电源效率;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测量系统至关重要。结合有关功耗方式的反馈可产生闭环系统的优势并减少浪费。此外，让能源用户更好地了解他们的功耗有助于克服消费者对能源问题的漠不关心。

精确测量可提供了解、确认和修改功耗行为所需的反馈。这对于实施能量管理控制回路并为维护和故障诊断提供洞察力至关重要。

对于室外照明，准确的测量为市政当局提供了通过调暗灯光和按实际功耗计费来降低电力成本的机会。在继电器控制面板中，精确测量提供能源管理监控和验证反馈，以获得LEED信用，ISO 50001和使用时间计费调整。

审核编辑：郭婷