【導讀】盤(pán)點(diǎn)我們身邊的風(fēng)口行業(yè)，LED照明肯定不會(huì )缺席。根據TrendForce集邦咨詢(xún)的研究數據，到2026年全球LED照明市場(chǎng)規模將達到783.6億美元，在2021年至2026年間仍然保持著(zhù)3.9%的年復合增長(cháng)率。
如果進(jìn)一步探究LED照明的細分市場(chǎng)，我們會(huì )發(fā)現，除了在家居、樓宇等室內照明領(lǐng)域繼續提高滲透率，在一些戶(hù)外照明和專(zhuān)業(yè)照明領(lǐng)域，LED照明也表現出了強勁的增長(cháng)勢頭，其中LED路燈照明就是一個(gè)很典型的應用場(chǎng)景。
LED路燈照明的先天優(yōu)勢
傳統的路燈照明通常采用高壓鈉燈（HPS）或汞蒸氣燈（MH），技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不過(guò)與這兩者相比，LED照明有很多先天的優(yōu)勢。
能耗低
有研究數據表明，在一個(gè)城市中，路燈能耗通常會(huì )占到市政能源預算的30%左右，而LED照明的低能耗特性恰好可以為這筆高昂的能源支出減負。據測算，在全球范圍內改用LED路燈將使全球二氧化碳排放量減少數百萬(wàn)噸。
方向性好
傳統的道路照明光源缺乏方向性，一方面這會(huì )導致重點(diǎn)區域的照明亮度不足，另一方面由于光線(xiàn)散射到了不需要照明的區域，還會(huì )造成光污染。而LED燈出色的方向性正好可以克服這一問(wèn)題，既可以照亮限定的空間，同時(shí)也不會(huì )影響到周?chē)鷧^域。
光效高
與高壓鈉或汞蒸氣燈泡相比，LED燈源具有較高的光效，也就是說(shuō)單位功耗可以產(chǎn)生更高的流明。而且LED的紅外（IR）和紫外（UV）光含量比其他傳統光源低得多，這意味著(zhù)其產(chǎn)生的廢熱更少，整個(gè)燈具上的熱應力也小得多。
壽命長(cháng)
眾所周知，LED具有較高的工作結溫和超長(cháng)的壽命。據測算，在道路照明中LED照明陣列的使用壽命可達50,000小時(shí)或更長(cháng)，是高壓鈉燈或金屬鹵化物燈的2-4倍。由于無(wú)需頻繁更換，由此帶來(lái)的相關(guān)物料和維護成本的節省讓人心動(dòng)。
更環(huán)保
由于含有有毒物質(zhì)（如汞），高壓鈉燈和汞蒸氣燈在廢棄時(shí)需要專(zhuān)門(mén)的處理程序，費時(shí)費力且不環(huán)保；而且，金屬鹵化物燈在某些情況下還可能發(fā)生爆炸。而LED燈具則沒(méi)有這些問(wèn)題，使用起來(lái)更環(huán)保、更安全。
可控性強
LED路燈的驅動(dòng)方式，是通過(guò)AC/DC以及DC/DC等電源轉換為L(cháng)ED提供所需的電壓和電流。這雖然增加了電路的復雜性，但是與傳統的交流照明技術(shù)相比，具有更好的可控性，響應速度更快，可以實(shí)現快速的開(kāi)關(guān)和調光，而且LED色溫也可以通過(guò)元器件選型進(jìn)行精確控制。而可控性的提升，正是自動(dòng)化的智能照明所需的一個(gè)關(guān)鍵要素，因此LED路燈也就成為了智慧城市建設清單中不可或缺的一項。
LED路燈照明的兩大趨勢
正是由于上述突出優(yōu)勢，LED照明在城市道路照明中的大規模應用已經(jīng)是大勢所趨。但值得注意的是，這一技術(shù)升級并不是對傳統照明裝置簡(jiǎn)單的“替換”，而是一次系統性的變革。在這個(gè)變革過(guò)程中，有兩個(gè)趨勢很值得關(guān)注。
一個(gè)趨勢就是智能化。如上文所述，LED燈具有更強的可控性，這使得圍繞其打造一個(gè)自動(dòng)化的智能路燈系統成為可能。這樣的路燈系統，無(wú)需人工的干預，即可根據環(huán)境信息（如環(huán)境光、人體或物體的存在和運動(dòng)），基于精確的算法甚至是機器學(xué)習能力，自動(dòng)調節路燈的開(kāi)關(guān)和明暗，由此帶來(lái)的效益顯而易見(jiàn)。而且作為覆蓋城市的一個(gè)基礎設施網(wǎng)絡(luò )，路燈本身也具有成為一個(gè)更智能的物聯(lián)網(wǎng)邊緣節點(diǎn)的潛質(zhì)，未來(lái)在LED路燈身上很可能會(huì )附加更多的功能（如氣象和空氣質(zhì)量監測），令其在智慧城市中扮演更重要的角色。
不過(guò)我們也可以想見(jiàn)，這種智能化的趨勢也會(huì )給LED路燈的設計帶來(lái)新的挑戰，即系統會(huì )變得越來(lái)越復雜。這意味著(zhù)在路燈有限的外形空間內，需要包含照明、驅動(dòng)、傳感、控制、通信以及更多的擴展功能，想要應對這一挑戰，標準化是一個(gè)必由之路，這也是LED路燈照明發(fā)展中另一個(gè)重要趨勢。標準化帶來(lái)的好處是，可以讓更多技術(shù)供應商的功能模塊無(wú)縫地集成到LED路燈中，讓系統的可擴展性大為增強。
智能化催生了標準化的發(fā)展，標準化反過(guò)來(lái)又促成智能化的深化——這兩大趨勢相互作用，共同推進(jìn)著(zhù)LED路燈照明技術(shù)和應用的演進(jìn)。
LED路燈架構的演變
這種技術(shù)和應用演進(jìn)的結果，從LED路燈架構的演變上可見(jiàn)一斑。
路燈照明的標準化早已有之，大家最為熟悉的就是在世界上很多地區廣泛使用的ANSI C136標準，當今很多路燈都是依據這個(gè)標準而生產(chǎn)的。
最初的路燈采用的是傳統照明燈具，控制邏輯十分簡(jiǎn)單——白天關(guān)閉、晚上打開(kāi)，這只需一個(gè)光電二極管（光控器）即可實(shí)現。為了實(shí)現控制單元的可互換性，ANSI C136.10標準為區域照明設備定義了一個(gè)通用平臺，能夠實(shí)現基于交流線(xiàn)電壓和3極連接的光控器的插座標準化，基于A(yíng)NSI C136.10開(kāi)發(fā)的標準接口，也逐漸成為了行業(yè)中的事實(shí)標準（如圖1）。
圖1：ANSI C136.10不可調光的3極光控器架構
（圖源：TE）
不過(guò)你可能已經(jīng)注意到，ANSI C136.10標準僅能夠滿(mǎn)足不可調光的3極光控器控制架構。而隨著(zhù)LED技術(shù)在路燈中的應用，對于具有更高能效的可調光功能的需求也在不斷增長(cháng)，這就需要新的標準和架構來(lái)補位，這個(gè)新標準就是ANSI C136.41。ANSI C136.41架構在3極線(xiàn)電壓連接基礎上增加了信號輸出觸點(diǎn)，可將電網(wǎng)電源接入ANSI C136.41光控系統，并將電源切換到LED驅動(dòng)器；內部的供電裝置（PSU）將電網(wǎng)電源轉換為邏輯電壓，通過(guò)信號輸出線(xiàn)路去控制系統供電，實(shí)現對LED燈具的控制和調節（如圖2）。而且這一標準向后兼容原有照明系統，還支持無(wú)線(xiàn)通信，提供了一種經(jīng)濟、可靠的智能路燈解決方案。
圖2：ANSI C136.41可調光控器架構
（圖源：TE）
但是，ANSI C136.41標準并不完美，比如其不支持傳感器信息的輸入，這就限制了更自動(dòng)化的路燈照明系統的實(shí)現。為此，全球照明行業(yè)聯(lián)盟Zhaga推出了專(zhuān)為戶(hù)外照明而制訂的Zhaga Book 18標準，該標準中引入了DALI-2的D4i協(xié)議來(lái)解決照明系統中通信總線(xiàn)的設計，解決了困擾開(kāi)發(fā)者的布線(xiàn)難題。Zhaga Book 18標準與ANSI C136.41一個(gè)很明顯的差異就是，PSU不再是集成在光控器組件中，而是作為L(cháng)ED驅動(dòng)器的一部分或單獨的元件集成到燈具中。這種架構簡(jiǎn)化了照明器材控制節點(diǎn)的布線(xiàn)，支持一種全新的“雙節點(diǎn)架構”，即在路燈系統中一個(gè)向上接入的節點(diǎn)設備作為光電管控制或通信節點(diǎn)，另一個(gè)向下接入的節點(diǎn)則可用于向下視角的運動(dòng)或其他類(lèi)型的傳感器（如圖3）。這樣，一個(gè)完整的智能路燈系統就基本成型了，其控制、通信、傳感等功能的擴展通過(guò)接入標準化模塊就能方便地實(shí)現。
圖3：Zhaga Book 18雙節點(diǎn)架構
（圖源：TE）
值得注意的是，這種Zhaga Book 18的雙節點(diǎn)架構并非LED路燈照明架構演變的終點(diǎn)，近年來(lái)一種整合了ANSI C136.41的優(yōu)勢以及Zhaga-D4i便利性和開(kāi)放式架構的“混合雙節點(diǎn)架構”又出現了。簡(jiǎn)而言之，混合雙節點(diǎn)架構向上的節點(diǎn)設備是由7極ANSI C136.41接口連接的光控或通信節點(diǎn)（不將電網(wǎng)電源切換到LED驅動(dòng)器），可從輔助PSU、驅動(dòng)器內/外部或DALI總線(xiàn)為ANSI C136.41節點(diǎn)供電；朝下節點(diǎn)則仍是作為傳感器輸入設備，通過(guò)Zhaga Book 18接口連接（如圖4）?；谶@一架構的路燈系統進(jìn)一步簡(jiǎn)化了布線(xiàn)，并可以充分利用ANSI和Zhaga標準的生態(tài)資源。
圖4：Zhaga/ANSI混合雙節點(diǎn)架構
（圖源：TE）
顯而易見(jiàn)，隨著(zhù)LED路燈架構的演變，擺在開(kāi)發(fā)者面前的技術(shù)選項也更豐富了，人們可以根據實(shí)際的設計需求，選擇最合適的架構，實(shí)現路燈照明系統的升級。而且，得益于標準化的推進(jìn)，如今市面上符合ANSI或Zhaga標準的LED照明元器件和功能組件也越來(lái)越豐富，這都會(huì )讓LED路燈照明系統的智能化之旅更為順暢。
TE的解決方案
一直以來(lái)，TE Connectivity（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TE）在LED戶(hù)外和專(zhuān)業(yè)照明領(lǐng)域都有全面而深入的布局，根據技術(shù)的演進(jìn)，不斷推出既有創(chuàng )新性，又符合行業(yè)標準的產(chǎn)品和解決方案。今天我們就來(lái)為大家推介幾款值得“種草”的明星產(chǎn)品。
LUMAWISE Endurance N+控制底座與保護蓋
TE的LUMAWISE Endurance N+控制底座與保護蓋，是符合ANSI C136標準（ANSI C136.10 / C136.41）的聯(lián)網(wǎng)照明控制配件，在照明控制和燈具安裝插座之間提供電源和信號接口，并可在惡劣條件下為節點(diǎn)設備提供保護——這對于路燈照明系統是一個(gè)非常關(guān)鍵的特性——無(wú)論是設計ANSI C136單節點(diǎn)還是混合雙節點(diǎn)系統都適用。
該底座組件包括電源扭鎖端子、簧片信號端子和一體式密封墊片，可實(shí)現IP66的密封等級，防止灰塵和重噴射噴霧的侵入；其半透明的保護蓋可讓日光透射到光感測器件；將通風(fēng)孔集成到底座組件的設計，可延長(cháng)外殼內電子元件的預期壽命；同時(shí)，其保護蓋符合UL94 5-VA可燃性等級，這些特性可確保電源和信號接口以及內部電子元器件長(cháng)期的可靠性和安全性。
圖5：LUMAWISE Endurance N+控制底座與保護蓋
（圖源：TE）
LUMAWISE Motion街道照明運動(dòng)傳感器
除了提供LED路燈照明中的互連元件，TE也可提供完整的節點(diǎn)設備解決方案，比如LUMAWISE Motion街道照明運動(dòng)傳感器。該傳感器可根據所檢測到指定區域內人體或物體的運動(dòng)，進(jìn)行LED燈具的調光控制。
LUMAWISE Motion通過(guò)了Zhaga-D4i認證，也就是說(shuō)可應用在任何符合Zhaga-D4i標準的系統中。其可用作獨立控制器件，也可與Zhaga-D4i光電管或通信節點(diǎn)搭配使用，以提高控制水平。此外，其附帶的屏蔽罩可用于創(chuàng )建自定義的檢測區域。
該傳感器設有標準Zhaga book 18接口，適用于雙節點(diǎn)的LED路燈照明系統，無(wú)需特殊工具單手即可輕松從下方連接燈具，是一款功能全面、使用方便的傳感器組件。
圖6：LUMAWISE Motion街道照明運動(dòng)傳感器
（圖源：TE）
NECTOR T可插拔照明連接器系統
戶(hù)外LED照明系統布線(xiàn)，對于線(xiàn)對線(xiàn)連接器也會(huì )提出特殊的要求，其中最核心的兩點(diǎn)就是互連的可靠性和操作的便利性。
TE的NECTOR T可插拔照明連接器具有IP68的密封等級，在室外使用不易受到紫外線(xiàn)（陽(yáng)光）、雨水和灰塵的影響，而且在未插接（開(kāi)路）狀態(tài)下也可為插接接口提供保護，非常適合在高濕度惡劣環(huán)境中應用，如道路照明、景觀(guān)照明、園藝照明等。
在易用性方面，該連接器采用壓接和螺釘型端子，安裝快速靈活，使用標準工具即可輕松安裝和維修；而且其支持預端接電纜，可降低人力和安裝成本。NECTOR T連接器提供完整的產(chǎn)品系列，包括三向和四向拆分器、接頭和面板安裝連接器，可以滿(mǎn)足多樣化的布線(xiàn)互連需求。
圖7：NECTOR T可插拔照明連接器系統
（圖源：TE）
本文小結
LED燈具因其具有能耗低、方向性好、壽命長(cháng)、響應快、無(wú)污染、可控性強等特性，正在快速滲透到照明領(lǐng)域的方方面面（如室內和戶(hù)外照明），并且也在解鎖更多的創(chuàng )意新應用（如農業(yè)和園藝照明）。在這個(gè)過(guò)程中，智能化和標準化兩大趨勢共同推動(dòng)著(zhù)技術(shù)和應用的快速演進(jìn)，也在驅動(dòng)著(zhù)系統架構和基礎元器件的創(chuàng )新。
在這個(gè)大潮流中，TE亦步亦趨，從連接器到功能組件不斷推出創(chuàng )新的LED照明產(chǎn)品和方案，助力開(kāi)發(fā)者點(diǎn)亮LED照明的未來(lái)！本文推介的這幾款為L(cháng)ED新趨勢而打造的新產(chǎn)品，大家來(lái)深入了解一下吧。
來(lái)源：Mouser
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