黃建民

江西聯(lián)創(chuàng)光電科技股份有限公司，江西南昌 330096

關(guān)于城市道路照明LED路燈的節(jié)能技術(shù)研究

黃建民

江西聯(lián)創(chuàng)光電科技股份有限公司，江西南昌 330096

本文主要對(duì)城市道路照明LED路燈的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了研究，分析了電子鎮(zhèn)流器有關(guān)節(jié)能的問題，主要對(duì)LED路燈進(jìn)行了闡述，首先根據(jù)LED的不同鏈接方式探討了其優(yōu)缺點(diǎn)，其次對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置進(jìn)行介紹，最后探討了阻礙LED燈推廣的因素，以期加速不同城市道路照明對(duì)LED路燈的應(yīng)用。

城市道路；照明；LED路燈；節(jié)能技術(shù)

城市現(xiàn)代化的發(fā)展也需要不斷完善其道路照明系統(tǒng)，道路照明不僅能提升城市的形象，而且能在一定程度上改善城市的環(huán)境，在擁有諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也帶來了一些問題，因此相關(guān)人員開展節(jié)能技術(shù)的研究至關(guān)重要。

1 電子鎮(zhèn)流器節(jié)能

1.1 電子鎮(zhèn)流器工作原理

電子鎮(zhèn)流器主要對(duì)工頻（50Hz/60Hz）交流電進(jìn)行變換，使其頻率變高，過程中需要應(yīng)用AC-DC-AC變換電路，主要包括電力電子器件和IC控制芯片。首先需要對(duì)工頻交流電源整流濾波進(jìn)行變換，使其成為直流電之后，再借助于逆變器使其變換成高頻的交流電。

1.2 電子鎮(zhèn)流器的主要特點(diǎn)

電子鎮(zhèn)流器在節(jié)電方面表現(xiàn)良好，據(jù)有關(guān)一線工程人員體驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，其節(jié)電效果可達(dá)到50%以上。除此之外，自身的能耗較低，一般情況下相當(dāng)于燈功率的6%，并且功率因數(shù)比較高，實(shí)際可能接近于1，另外能對(duì)供電損耗的程度進(jìn)行下調(diào)，也提高了實(shí)際利用電網(wǎng)的效率。

2 LED路燈

LED光源具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：色彩多種多樣、更容易控制、耐氣候性等，它不僅滿足了城市的基本照明需求，而且在一些景觀照明方面也發(fā)揮著重要的作用。白光LED的廣泛應(yīng)用，促使照明光源市場的效率在不斷提高。白光LED體積不大；產(chǎn)生的熱量不高，并不會(huì)帶來熱輻射；消耗的電量較小，可以在低電壓和低電流的條件下啟動(dòng)；壽命較長；能保持較好的響應(yīng)速度；符合環(huán)境保護(hù)的要求，都是白光LED所具有的優(yōu)點(diǎn)[1]。

2.1 LED的主要連接方式

LED的連接方式中，比較常見的用圖1-圖6表示。

不同的連接方式所表現(xiàn)出的特點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)器要求都不相同，一旦單個(gè)LED發(fā)生故障，需要考慮整個(gè)電路的實(shí)際工作狀況，整體發(fā)光的可靠性表現(xiàn)，另外還要考慮整體LED燈能的表現(xiàn)能力以及相應(yīng)的失效率。

對(duì)于串聯(lián)連接形式的LED，簡單串聯(lián)所表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)有：電路簡化、容易進(jìn)行連接、電流相同、亮度能保持一致。但是這種連接方式的缺點(diǎn)是：可靠性表現(xiàn)過低、驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓表現(xiàn)較高，設(shè)計(jì)和制造方面有很大的問題。而對(duì)于帶旁路串聯(lián)的形式，可靠性有所改善，但是設(shè)備元器件的數(shù)量變多，體積也增大，同樣在設(shè)計(jì)和制造方面存在問題[2]。

對(duì)于并聯(lián)連接形式的LED，簡單連接方式保證了驅(qū)動(dòng)電壓低的優(yōu)點(diǎn)，但是可靠性卻成為了缺點(diǎn)；獨(dú)立匹配并聯(lián)的方式在可靠性、適用性驅(qū)動(dòng)效果等方面都有保證，并且單個(gè)LED能完善的保存，但是依然存在一定的缺點(diǎn)，比如電路的復(fù)雜性、對(duì)技術(shù)的要求過高、所占體積過大、不滿足較多數(shù)量LED的情況等。

對(duì)于混聯(lián)形式的LED，在可靠性方面都表現(xiàn)較高，其中交叉陣列形式還能保證較高的總體效率，并且實(shí)際應(yīng)用的范圍比較廣泛，但是設(shè)計(jì)和制造驅(qū)動(dòng)器的過程比較復(fù)雜，并且并聯(lián)的LED需要均流的保障。

2.2 LED的驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置

LED路燈主要有交流式電供電的LED路燈和太陽能LED路燈，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為負(fù)載較小，并且干擾也較弱。LED的驅(qū)動(dòng)電源是對(duì)交流電壓的轉(zhuǎn)變，在使其轉(zhuǎn)變成直流電壓的同時(shí)，進(jìn)行電壓和電流的匹配。無論形式怎樣，數(shù)量少的情況下，驅(qū)動(dòng)電源都比較簡單，容易進(jìn)行設(shè)計(jì)；數(shù)量過多且形式多樣情況下，可在驅(qū)動(dòng)電源中增加反饋控制環(huán)節(jié)，控制該環(huán)節(jié)，避免環(huán)境溫度等因素的影響。

2.3 推廣LED光源存在的障礙

1）功率型白光LED工作首要問題就是散熱，其器件的可靠性與散熱有關(guān)。LED半導(dǎo)體光電器件屬于熱敏元件，熱量的產(chǎn)生不可避免，不對(duì)這些熱量進(jìn)行散發(fā)，就會(huì)加速升高PN結(jié)溫，由此光衰的速度比較快，在效率方面也沒有保障，壽命有效的時(shí)間變短，因此需要加強(qiáng)LED路燈燈具的散熱技術(shù)[3]。

2）LED光源產(chǎn)生的是點(diǎn)光源，經(jīng)常在道路上見到的LED是安裝到平板中后再裝入燈具工作，燈具保證環(huán)境，但是不能對(duì)光源進(jìn)行分布，在燈具的正下方保證強(qiáng)亮度，燈與燈之間形成不連續(xù)的暗區(qū)，這時(shí)需要對(duì)配光曲線進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)論

近年來國家在不斷落實(shí)綠色和環(huán)保照明的相關(guān)任務(wù)，城市道路照明問題產(chǎn)生了很多變化。除了在HID路燈方面得到了有效的應(yīng)用，還開發(fā)了LED路燈的市場。但是，要在更廣范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED路燈的推廣，還需不斷研究相關(guān)技術(shù)，突破存在的障礙因素。

[1]趙曉燕.照明LED在城市交通導(dǎo)向系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].桂林電子科技大學(xué)，2011.

[2]車兆浚.LED光源在城市道路照明中的應(yīng)用研究[D].華南理工大學(xué)，2012.

[3]蔣肖肖.路燈照明智能控制系統(tǒng)[D].鄭州大學(xué)，2014.

TU99

A

1674-6708（2015）143-0119-01

黃建民，工程師，本科，研究方向：LED技術(shù)研究