Разработанный Texas Instruments типовой источник питания для беспроводного диммера предназначен для модернизации систем освещения. Он состоит из платы питания и радиомодуля. 

Устройства управления освещением, к которым относятся проводные и беспроводные выключатели и регуляторы яркости (диммеры), могут использоваться как при модернизации существующих систем освещения, так и в новых проектах. В разводке электропитания современных систем освещения имеется доступ к проводам фазы, нейтрали и заземления, что дает возможность питания блока управления освещением от фазы и нейтрали, в то время как в большинстве модернизируемых систем доступны только провода фазы и заземления. В таких случаях питание блока управления осуществляется от проводов фазы и заземления, при этом ток, протекающий по проводу заземления, должен быть ограничен величиной не более 0,5 мА, чтобы он не вызывал срабатывания УЗО или дифавтомата. Как следствие, это требует очень малого энергопотребления устройства в дежурном режиме и высокого КПД источника питания.

Беспроводной блок управления освещением на основе платы питания TIDA-01097, представленный компанией Texas Instruments (TI), включает в себя сетевой источник питания, отличающийся высоким КПД при малых токах, малошумящий линейный стабилизатор с малым падением напряжения (Low Drop Out, LDO) и высоким коэффициентом подавления пульсаций напряжения питания, и микроконтроллер (МК) беспроводной сети со сверхнизким энергопотреблением в дежурном режиме и малым током потребления в активном режиме.

Основные характеристики платы питания и радиомодуля TIDA-01097:

 

  • потребляемый ток составляет не более 125 мкА в дежурном режиме с учетом МК беспроводной сети и КПД 69% в рабочем режиме при мощности нагрузки 35 мВт;
  • сетевой источник выполнен на микросхеме контроллера со встроенным 700-вольтовым МОП-транзистором;
  • имеется встроенная схема ограничения тока, в том числе – пускового, защита от перегрузки и КЗ выхода;
  • питание МК осуществляется от малошумящего линейного стабилизатора с малым падением напряжения (LDO), характеризующегося высоким коэффициентом
  • подавления пульсаций напряжения питания и гладким переходным процессом при изменении входного напряжения и тока нагрузки;
  • используемый в проекте TIDA-01097 микромощный МК с током потребления 1 мкА в дежурном режиме leLink может быть легко интегрирован в системы
  • управления освещением с управлением по Bluetooth;
  • плата питания позволяет реализовать устройства управления освещением без подключения к нейтрали. В качестве возвратного провода используется провод 
  • заземления в соответствии со стандартом UL773A.

 

Возможные области применения платы питания и радиомодуля TIDA-01097:

 

  • выключатели освещения и диммеры, работающие без провода нейтрали, с проводным или беспроводным управлением;
  • устройства, управляемые светом;
  • датчики присутствия людей;
  • датчики движения.

 

Принцип работы системы управления освещением без использования провода нейтрали

 

Устройства управления освещением играют важную роль в повышении энергоэффективности офисных и жилых зданий. Управление освещением может осуществляться по проводам или по радиоканалу, однако в настоящее время беспроводные системы получают все большее распространение благодаря отсутствию дополнительных проводов и, как следствие, упрощению монтажа системы. Беспроводные системы управления освещением включают в себя радиоуправляемые выключатели, пульты, диммеры и датчики. Они обычно рассчитаны на работу от компактных источников питания мощностью до 100 мВт.

Одним из основных требований к источникам питания для них является сверхнизкий ток потребления, что обусловлено необходимостью постоянного нахождения устройств управления во включенном состоянии. Второе важное требование заключается в компактности и высоком уровне интеграции источников питания. На рисунках 1 и 2 показаны типовые реализации устройств управления освещением (выключателей и диммеров) без использования провода нейтрали.

ris 1 3

ris 2

Установка устройств управления в модернизируемых системах управления освещением является более сложной задачей, поскольку смонтированное ранее оборудование может не иметь подключения к проводнику нейтрали или к совмещенному проводнику заземления и нейтрали. В таких случаях блок питания подключается между проводом фазы и проводом или шиной заземления. В соответствии со стандартом UL773A такая схема подключения допустима при определенных условиях, и одним из важнейших из них является ограничение тока, протекающего через проводник заземления, величиной не более 0,5 мА. Это требование обусловлено тем, что ток утечки на землю не должен превысить порог срабатывания устройства защитного отключения (УЗО), установленного в цепи питания. Для выполнения этого требования, а также учитывая необходимость получения максимально большой мощности для питания схемы управления освещением, источник питания должен иметь высокий КПД и низкий ток собственного потребления. Данные требования реализованы в проекте TIDA-01097 от компании TI.