石背光LED片材案例研究：Casambi-Controled建筑照明系统

诸言

石头背光项目需要的不仅仅是光源——它们需要精心设计的照明系统，可以在大型半透明表面上提供均匀的照明，同时保持安装简单性和电气稳定性。

在这个项目中，一家荷兰的照明制造商正在开发一系列大型建筑石墙板。 主要挑战不仅是实现视觉上均匀的背光效果，还设计了一种可以跨多个大型面板扩展的系统架构，布线复杂性最小。

这个案例说明了如何 LED片灯 采用集中式电源和基于卡比的控制，将技术设计成一个简化的、基于面板的照明系统。

项目概览

项目	细节
项目类型	建筑石背光
应用	大型室内石墙板
材料	半透明天然石
照明解决方案	可调谐白光LED片系统
操纵系统	卡斯比/ PWM / 0–10V
主要挑战	简化布线的高负载均匀背光
决赛	无缝面板式建筑照明系统

关键要点

• 该项目需要系统级的照明设计，而不仅仅是光源的选择。
• 每块石板均采用 1 电源 + 1 控制系统架构设计。
• 高负载面板（高达 ~450W）需要仔细评估驱动器的限制和负载分布。
• Casambi因其无线灵活性和降低的布线复杂性而被选为主要控制平台。
• LED 板的平行接线对于确保大表面的均匀亮度至关重要。
• 最终系统消除了多个小型驱动程序，显着降低了现场安装的复杂性。

项目概述：北欧设计工作室的定制石材背光要求

该项目是为一家荷兰照明制造商开发的，致力于一系列建筑石墙背光装置。

应用涉及室内建筑空间中使用的大幅面半透明石板，照明系统需要提供统一的背光效果，没有热点，同时保持简单且可扩展的电气结构在现场安装。

与标准的装饰照明项目不同，这种情况需要在以下方面进行仔细的协调：

• 石材透明度
• LED 板布局密度
• 大型面板之间的配电
• 控制系统简单（Casambi / 0–10V 兼容性）

从早期开始，该项目不仅是选择光源，还在于设计一个可以实际安装和控制的完整照明系统架构。

客户设计目标

客户要求和系统目标

从设计初期开始，客户的重点不仅是实现高质量的石材背光，更重要的是定义一个可扩展且安装高效的系统架构，该架构可以在多个大型面板上进行复制。

项目需求逐渐变得更加面向系统而不是产品导向，具有以下关键目标：

• 每个石板都应作为独立的照明单元运行
• 简化的每面板1个电源+1个控制系统的结构
• 避免使用多个小型驱动器来减少现场布线的复杂性
• 确保全表面均匀的背光，没有可见的热点
• 支持可调谐的白色 (2700K–6500K) 以实现架构灵活性
• 保持与 Casambi 无线控制和 0–10V 有线控制系统的兼容性
• 确保系统可以在现场调整的情况下安装和维护

在讨论阶段，很明显，主要挑战不仅是电负载分布，还包括如何平衡控制灵活性、驱动器限制和在单个简化架构中的安装实用性。

负载计算和系统约束

电气负载分析和系统约束

基于在工程讨论中确认的最终 LED 板配置，每个石板均使用以 24V 恒压工作的高密度 LED 板布局设计。

每块板的总电负荷计算如下：

• 面板 1（2676 × 1200 mm）：30 个 LED 片 → 约 450W（~18.75A @ 24V）
• 面板 2 (2397 × 1194 mm)：25 张 LED 片 → 约 375W (~15.6A @ 24V)
• 面板 3 (2397 × 1200 mm)：25 张 LED 片 → 约 375W (~15.6A @ 24V)

这证实了每个面板在恒压 LED 板系统的高功率范围内运行，需要仔细考虑电源尺寸和电流分配策略。

项目负载概览（每个面板）

面板	尺寸（毫米）	LED 表	总负荷	当前@24V
面板 1	2676 × 1200	30 台	~450W	~18.75A
面板 2	2397 × 1194	25 台	~375W	~15.6A
面板 3	2397 × 1200	25 台	~375W	~15.6A

系统级约束：驱动程序和控制限制

在系统验证期间，确定了一个重要的技术限制：

该类别的大多数可用的 Casambi 和 0-10V LED 驱动器的额定功率通常为每个驱动器单元的约 150W。

这带来了一个清晰的系统设计挑战：

• 每个面板负载（375W–450W）超过单个驱动器的容量
• 因此，传统设计每块面板需要 3-4 个驱动器
• 这将显着增加布线的复杂性、安装时间和故障点

同时，客户的设计目标明确地维护了“一面板=一电源+一控制系统”的架构，直接与分布式多驱动方法相冲突。

配线及配电要求

另一个关键的工程要求与 LED 片连接行为有关。

由于每块板的LED片数量较多，系统需要在输入侧设计并联配线架构，确保：

• 所有 LED 板上的电压分布均匀
• 防止长电缆运行上的电压降
• 整个石材表面的亮度和色温一致

这种布线策略对于大面积背光应用至关重要，即使是轻微的电压不平衡也会导致可见的亮度不一致。

工程结论（解决前阶段）

从系统设计的角度来看，该项目提出了三个主要限制因素：

• 每块面板的总负载（高达 ~450W）
• 驱动器限制（每台控制单元约 150W）
• 对简化单一控制器的单一面板架构的要求

这些限制清楚地表明，最终解决方案需要优先考虑系统简化和集中控制逻辑，而不是传统的分布式驱动程序方法。

工程控制选项和决策逻辑

控制系统评估与工程决策

鉴于每个面板的电气负载和对简化“一面板一控制系统”架构的要求，在工程阶段评估了几种控制策略。

选择不仅仅基于功能，而是基于与大功率 LED 板负载、驱动器限制和安装限制的系统兼容性。

选项 1 — Casambi 无线控制系统（首选解决方案）

Casambi 系统被评估为该项目的主要控制架构。

从系统的角度来看，其主要优点是控制逻辑集成在驱动器级别，允许：

• 无线调光和可调谐白控 (2700K–6500K)
• 无需外部控制接线的基于应用程序的直接控制
• 减少现场布线复杂性
• 多面板建筑安装的可扩展性

在这个项目中，Casambi 符合客户对以下要求的要求：

“每块面板1个控制系统，安装复杂度最低”

然而，由于单个 Casambi 驱动器单元的功率限制（每单位约 150 瓦），该系统仍然需要在单面板架构下仔细的驱动程序分组策略。

选项 2 — PWM 调光控制（有线替代）

PWM 控制被认为是一种更传统的有线调光解决方案。

其主要特点包括：

• 恒压LED系统的高稳定性
• 与 24V 电源的简单集成
• 与无线解决方案相比，系统成本更低

从工程的角度来看，PWM 被归类为后备选项，适用于测试设置或非无线安装，其中简单性和成本控制优先于智能功能。

选项 3 — 0–10V 控制系统（不建议用于此项目）

还评估了 0-10V 控制方法，但被确定为不适合这种特定的系统架构。

主要限制是：

• 需要电源级别的可调光驱动器
• 每个驱动器通常限制在 ~150W 的容量
• 大型面板需要多个分布式驱动程序
• 增加布线复杂性和降低安装效率

这与项目的主要目标直接冲突：“避免每个面板的多个小型驱动程序，并尽可能简化安装”

因此，0-10V 被排除在该应用程序的最终系统设计之外。

控制系统对比

控制类型	适应性	优势	局限性	定案
卡比	推荐	无线、灵活、可扩展	驱动器功率限制 (~150W)	选
水电量	中型	简单、稳定、低成本	没有智能控制	备份选项
0–10V	不推荐	传统控制方式	需要多个驱动程序	被拒绝

工程决策总结

在评估了所有三种控制策略后，选择是由系统级约束而不是单个产品功能驱动的。

最终决定标准是：

• 与高负荷 LED 板材（375W–450W）兼容
• 每个面板的最小驱动程序数
• 减少现场布线复杂性
• 跨多个大型建筑面板的可扩展性
• 未来智能照明集成的灵活性

基于这些因素，系统设计方向自然地汇聚到以卡比为中心的控制架构，结合集中的恒压功率分布。

最终系统架构

最终批准的系统设计

在评估电气负载要求、控制系统限制和安装限制之后，最终的系统架构是基于简化和可扩展的设计方法达成一致的。

最终配置采用基于面板的独立控制结构，其中每个石墙板作为独立的照明单元运行。

系统配置（每面板）

每个面板的设计都采用以下结构：

• 1 × 24V 恒压电源
• 1 × 集中控制系统（Casambi 或 PWM 取决于应用）
• 并联配置的 LED 片阵列

这种架构确保每个面板都可以独立运行，同时在大型建筑表面保持一致的照明性能。

每面板的负载分配

最终系统是根据确认的电负荷实施的：

• 面板 1：~450W 总负载
• 面板 2：~375W 总负载
• 面板 3：~375W 总负载

每种电源均选用适当的安全裕度，以确保在连续负载条件下稳定的长期运行。

控制系统实现

控制策略最终确定如下：

• 面板 1 和 2：基于 Casambi 的无线可调白控制 (2700K–6500K)
• 面板 3：0–10V 有线调光控制（根据客户端系统要求）
• 测试设置：用于评估和样品验证的 PWM 调光解决方案

这种混合控制方法确保了与不同项目要求的兼容性，同时保持了统一的电气架构。

配线及配电原理

每块面板内的所有 LED 板均在输入级以并行布线配置连接，确保：

• 所有 LED 板上的电压分布均匀
• 大面积表面的稳定亮度一致性
• 消除可见亮度梯度或热点
• 简化的维护和更换策略

这种布线方法在大型石头背光应用中尤为重要，在这些应用中，均匀的光输出是关键的设计要求。

系统结果

最终解决方案成功实现了原项目目标：

• 简化的系统架构（一面板=一台电源+一台控制系统）
• 现场安装复杂度降低
• 每块板的稳定高负荷运行（高达 ~450W）
• 灵活的控制选项（Casambi、0–10V、PWM）
• 所有石材表面均匀的背光性能

工程结论

该项目展示了如何将 LED 片材技术集成到模块化建筑照明系统中，其中电气设计、控制策略和安装要求作为单一的统一工程解决方案进行优化。

最终的架构不是依赖于分布式驱动程序的方法，而是优先考虑：

系统简化、集中控制逻辑和可扩展的面板设计

这种方法显着提高了安装效率，同时为建筑石材背光应用保持了高质量的视觉性能。

最终系统配置

组成	规范	札记
电源	24V恒定电压	每面板 1 个
操纵系统	卡斯比/ PWM / 0–10V	基于面板要求
LED布局	并行布线	确保均匀亮度
最大负载	每块 375W–450W	高密度LED片材系统

系统验证（照明测试结果）

系统验证和照明性能测试

最终系统安装后，进行了全面的照明测试，以验证所有石板上 LED 板背光性能的均匀性和稳定性。

该系统在实际操作条件下进行了评估，包括满载操作和完整的面板覆盖。

测试确认了以下关键性能结果：

• 大石材表面的均匀光分布
• 未检测到可见的热点或暗区
• 稳定的色温一致性（2700K–6500K 范围）
• LED 片阵列之间没有明显的电压下降或亮度不一致
• 每块板在满载条件下运行稳定（高达 ~450W）

事实证明，平行布线结构对于确保一致的电压分布至关重要，这直接有助于石头背光系统的均匀光学性能。

从系统验证的角度来看，最终安装的结果证实了基于面板的架构适用于大面积建筑石材照明应用。

以下视频显示了安装在石头背光项目中的 LED 板系统，在运行条件下展示了真实世界均匀的照明性能。

常见问题

项目摘要和工程价值

工程价值

该项目展示了如何通过系统级设计方法将 LED 片材技术成功地设计成可扩展的建筑背光系统。

该项目不是仅仅专注于照明性能，而是围绕三个核心工程原则开发的：

• 高密度 LED 板布局中的稳定光学性能
• 简化的面板电气架构
• 大型安装集中控制策略

适用于此系统架构的应用程序

这种基于面板的 LED 片状照明架构特别适用于：

• 建筑石墙背光
• 大面积半透明石材装置
• 豪华酒店大堂特色墙
• 商业接待墙壁照明
• 背光装饰内表面
• 需要简化布线和集中控制的定制建筑照明项目

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