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LED路灯在设计方面和传统路灯有什么区别

发布时间:2021.07.05     浏览次数:     新闻来源:www.hengya.com

LED路灯有别于传统路灯,LED光源采用低压直流电源,以GaN基功率蓝光LED与黄色合成白光LED相结合,具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点,可在道路上广泛使用。外罩可制成,耐高温达135度,耐低温达-45度。LED路灯的设计要求如下:

照明用LED具有定向发射光的功能,由于功率型LED几乎都装有反射镜,且这种反射镜的效率比灯具的反射效率要高得多。此外,LED在检测光效时已经考虑了自身的反射效率。使用LED的道路灯应充分利用LED定向发射光的特性,使道路灯内的单个LED分别直接向被照路面的各个区域发射光,再利用灯具反射体的辅助配光,实现道路灯具的合理配光。应当指出,道路灯要真正达到CJJ45-2006,CIE31,CIE115等标准规定的照度和照度均匀度,灯具内应有三次光的功能,才能较好地实现。带有反射面的LED具有合理的光束输出角度,其本身具有良好的一次配光功能。灯体内部,能够根据路灯的高度和路面宽度设计各个LED的安装位置以及发射光的方向来实现良好的二次配光功能。这种灯具中的反射面,仅作为三次配光的辅助手段,以确保道路的照度更加均匀。

现实道路照明灯具的设计,可采用在基本设定每个LED设射方向的前提下,LED路灯将每个LED用球形万向节固定在灯具上,当灯具使用不同高度和照射宽度时,可通过调整球形万向节,使每个LED的照射方向都达到满意的效果。可根据E(lx)=I(cd)/D(m)2(光强和照度距离平方反比定律),分别计算出每个LED在基本选择光束输出角度时应具备的功率,并根据每个LED的输出功率及照度距离平方反比定律计算出每个LED的输出功率。上述调节方式均为采用LED道路灯所特有的调节方式,充分利用这些特点,可在满足道路的照度和照度均匀度的前提下,降低照明功率密度,达到节能的目的。

2、LED路灯的电源系统也不同于传统光源,LED所需要的恒流驱动电源是保证LED正常工作的基石,简单的开关电源方案往往会对LED器件造成损害。怎样让一组LED紧密挤在一起,也是考察LED路灯的一个指标。由于LED前向工作时结电压的相对变化范围很小,因此保证LED驱动电流的恒定也就基本保证了LED输出功率的恒定,因此对LED的驱动电流要求较高。在目前国内电源电压供应不稳定的情况下,路灯LED驱动电路必须具备恒流输出特性,以保证LED的光输出恒定,防止LED超功率工作。

要使LED的驱动电路具有恒流特性,从驱动电路的输出端向内观察,输出阻抗必须很高。同样地,负载电流通过这一输出内阻抗,如果驱动电路由降压、整流滤波后加上直流恒流源电路或一般的开关电源加电阻电路组成,那么这种驱动电路就一定要消耗很大的有功功率,所以这两种驱动电路基本满足恒流输出的要求。合理的设计方案是采用有源电子开关电路或者采用高频电流驱动LED,利用这两种方案可以使驱动电路在保持恒流输出特性良好的情况下,仍然具有较高的转换效率。

国内道路灯,基本上都是采用HID光源加配触发器和电感镇流器的方式,虽然存在能效低和闪闪问题。但是,LED灯具采用电子驱动电路,在野外使用照明场合时,会威胁到其可塑性的一个重要方面。

人们都知道,空中闪电发射的是广谱的无线电波,而架空的道路灯电源则是很好的接收无线。由两条电源线所接收到的同一雷电发出的无线电波,对驱动电路来说属于共模干扰信号,这种共模干扰对地可达千兆伏特,在驱动电路中很容易击穿EMC接地电容或较小的对地(对外壳)电气间隙,造成驱动电路损坏。

此外,由于我国的供电线路是三相四线制中性线接地的极性电源,因此在两条架空供电线的区段内,在感应雷电的无线电波瞬间,由于两根供电线与地面的瞬时阻抗不同,使两根供电线之间产生一个差模干扰电压,因此LED控制器同样会损坏驱动电路。

要解决这个问题,必须在LED驱动电路的输入端安装一个快速响应的压敏电阻,以保证差模干扰的释放。因为雷电的感应干扰反复发生,在高干扰电压下,压敏电阻瞬时导通泄放的电流可能非常大,因此所采用的压敏电阻不仅应具有快速响应性,而且应具有瞬时导通数十安培的泄放能力,而不会损坏。除采用压敏电阻外,在LED的驱动电路输入端还应加有传导干扰的保护,设计出复合LC网络,使这类LC网络在阻止内部EMI向电网泄漏的同时,对雷电干扰信号起到了明显的控制作用。

另外,LED驱动电路中各点对地的电气间隙应保持在7mm以上,EMI保护的接地电容以及驱动电路的对地绝缘强度,应达到强化绝缘要求(4V+2750V),这样可以使LED的驱动电路具有良好的抗差模和共模雷电感应的能力。

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