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环亚国际app大功率LED照明调光技能的开展与未来
来源:未知 作者:admin 发布时间:2018-08-12 03:59 浏览量:

  大功率LED照明调光技能的开展与未来

   跟着全球工业的开展,在工业化过程中二氧化碳排放的很多添加,全球气候恶化,各地洪涝旱灾、环亚国际app。冰雹雪灾时有创纪录之势,严重要挟着人类的生计。为一起应对要挟,2009年12月,各国领袖集合哥本哈根,参议节能减排大计,各地活跃拟定和推广低碳方案。作为绿色、环保节能的led照明,越来越受各国喜爱,我国的“十城万盏”,美国洛杉矶的“十四万盏方案”正如火如荼推广。而调光技能在LED照明中的成功使用将进一步进步节能减排的作用。

  一、调光的必要性

  电能作为一种绿色动力,在各国动力使用范畴中占越来越大的比重。据我国工程院院士陈良惠查询得出结论,估量在2010年,全国的用电量将达2.7万亿度,其间照明用电量将超越3000亿度。因LED照明耗电仅为传统白炽灯和HID灯的1/3,若选用LED灯替换现有的传统灯具,将有望节省电能2/3。其节省动力的作用可见一斑。

  调光技能的使用将进一步下降耗能,节省照明用电。现在,公共照明用电占整个照明范畴三分之一,高达1000亿度。在国内,城市一般从黄昏5:30或6:00开端亮灯,可是小型城市在夜晚9点后、大中城市在午夜12点后,路途上路人稀疏,即便在北京、上海及广州等富贵的都市,清晨2、3点之后,路途上也稀有行人和车辆。从这一段时刻开端至清晨6点路灯平息,在低交通流量的路途上仍坚持较高的照度显着没有十分的必要。若能选用调光技能,使得LED路灯的输出功率在午夜12点后跟着交通流量的削减而下降至一半,将节省用电高达500亿度,相当于节省了2009年三峡电站全年发电量的大约八分之五(三峡电站2009年发电798.5亿千瓦时),节能作用十分显着。

  选用调光技能,下降输出功率,将显着改进LED灯具的工作环境,延伸灯具寿数,进步可靠性。影响LED灯具可靠性的要害因素是温度。无论是LED驱动电源仍是LED芯片,环境温度越高,其寿数和可靠性会急剧下降。图一为LED驱动电源寿数与温度联络,当环境温度为25℃时LED电源寿数高达320,000小时,而当温度上升至60℃时,LED电源的寿数将缩短至只要35,000小时。

  

  

图一LED驱动电源寿数与温度曲线

  温度越高,LED芯片的光衰也显着加重。如图二为Cree公司的LED光源光衰曲线。从图中可以看出,LED的光衰和它的结温有亲近的联络,所谓结温就是半导体PN结的温度,结温越高,LED光源越早呈现光衰,也就是寿数越短。从图上可以看出,假设结温为105℃,亮度降至70%的LED光源寿数只要一万多小时;结温95℃时LED光源寿数就有2万小时;而结温下降到75℃,寿数就可长到达5万小时,65℃时寿数更可以延伸至9万小时。综上所述,延伸LED光源寿数的要害就是要下降结温。

  

  

图二Cree公司的LED的光衰曲线

  选用调光技能,跟着输出功率地下降,驱动电源本身损耗也将下降,其壳温也将一起下降。如图三所示200WLED驱动电源输出功率与外壳壳温曲线。当环境温度为25℃满载输出时,外壳温度为50℃,而选用调光技能操控输出只要50%功率时,其外壳温度下降至40℃,寿数也将翻倍,可靠性可进步25%-40%。

  

  

图三LED驱动电源输出功率与外壳壳温曲线

  传统白炽灯或HID因为无法调光,七十年代日本动力危机下,曾选用距离点灯办法企图节能。但因为路面照度不均匀,导致路人的视觉呈现问题,治安和路途交通事故大幅上升,最终不得不抛弃距离点灯法。调光技能的敏捷开展,会将LED照明调光体系带入一个簇新的范畴,然后将绿色环保节能的LED照明使用进行大范围的遍及与推广。

  二、LED灯具首要调光技能简介

  在LED刚开端使用于路途等公共照明时,在推广初期,有些LED灯厂为了到达调光节能的意图,学习了距离点灯的思路,将一盏LED灯的LED芯片分红两部分,别离操控其驱动电流的通和断,在午夜12点前,一切LED悉数点亮,12点之后断开一半,以到达节能意图。此种调光方法能到达必定的节能作用,照度的均匀度较传统距离点灯方法有显着改进,可是仍将影响LED灯具的配光曲线。为了进一步改进LED灯具的光效和配光曲线,有些LED灯厂又考虑将LED芯片选用距离方法排布,在调光时只看到距离的亮或许灭,在必定程度上改进了均匀度和配光。

  LED芯片的亮度与LED驱动电流成定比例联络,因而可经过调理LED驱动电流来完成LED灯的调光,第二种调光方法一般被称为模仿调光方法或线性调光方法。该种调光方法的长处是:当驱动电流线性添加或削减时,相对削减了驱动电流过冲中对LED芯片的影响,操控电路抗干扰性较强。其缺陷是驱动电流的巨细改动,将对LED芯片的色温有必定影响。此种调光方法现在典型的使用是安徽六潜、六武高速公路LED地道灯照明。

  第三种调光方法是脉亮调制(PWM)方法。该种方法是经过必定的操控使驱动电流呈方波状,其脉冲宽度可变,经过脉冲宽度的调理改动LED灯继续点亮的时刻,也一起改动了输出功率,然后到达节能的意图。频率一般操控在200Hz~10KHz,因为人的眼睛视觉的停留性,不会感觉到光源在调光过程中发作的闪耀。此种调光方法的长处是能改进LED的散热,缺陷是驱动电流的过冲对LED芯片的寿数有必定的影响。

  以上三种调光方法都是依据LED驱动电流输出端的操控来分类的。操控电路也可以分为模仿操控和PWM操控,操控电路一般是经过微操控器(如单片机)来完成的。

  三、调光体系的组成与未来开展

  完善的智能操控应该具有手动操控、智能操控、光控、时控及毛病报警操控功用。当太阳下山天色渐暗后能主动点亮,午夜12点后灯的照度能主动折半;天亮后,灯能主动平息;特别情况下,人可以手艺操控;而在灯具发作毛病时,操控体系能主动报警。

  智能调光体系首要由服务器、中心操控器、单片操控器及信号检测电路四大部分组成,如图四所示。

  

  

图四智能调光操控体系

  服务器:由上位机和上位机软件组成,首要完成监控操作和报警功用。服务器坐落路灯办理等操控中心,其与中心操控器之间的联络可选用电力载波、网络或无线方法。

  中心操控器:担任承受服务器发来的信号,并解码后发送至单元操控器,完成操控,一起将信号检测的成果传送至服务器。

  信号检测电路:检测环境亮度、驱动电源电压、电流。并将检测所得的信号发送至单元操控器或许中心操控器。

  单元操控器:每一盏LED灯配有一个单元操控器,经过接纳中心操控器的指令,对LED进行调光或许开与关操控,一起将LED灯的驱动电压、电流经过信号检测电路送到中心操控器。当LED灯具呈现毛病时将毛病信号传送至中心操控器。

  现在在路途照明范畴,LED的使用正在敏捷遍及,长寿数和可靠性仍是现在考虑的榜首要素,但跟着技能的开展,当寿数和可靠性问题在必定程度上得已处理时,LED照明使用必定朝智能化调光体系大步跨进。