关于城市道路照明LED路灯的节能技术研究

2015-03-25黄建民

科技传播 2015年14期

关键词：镇流器路灯城市道路

黄建民

江西联创光电科技股份有限公司，江西南昌 330096

关于城市道路照明LED路灯的节能技术研究

黄建民

江西联创光电科技股份有限公司，江西南昌 330096

本文主要对城市道路照明LED路灯的节能技术进行了研究，分析了电子镇流器有关节能的问题，主要对LED路灯进行了阐述，首先根据LED的不同链接方式探讨了其优缺点，其次对LED的驱动电源设置进行介绍，最后探讨了阻碍LED灯推广的因素，以期加速不同城市道路照明对LED路灯的应用。

城市道路；照明；LED路灯；节能技术

城市现代化的发展也需要不断完善其道路照明系统，道路照明不仅能提升城市的形象，而且能在一定程度上改善城市的环境，在拥有诸多优点的同时，也带来了一些问题，因此相关人员开展节能技术的研究至关重要。

1 电子镇流器节能

1.1 电子镇流器工作原理

电子镇流器主要对工频（50Hz/60Hz）交流电进行变换，使其频率变高，过程中需要应用AC-DC-AC变换电路，主要包括电力电子器件和IC控制芯片。首先需要对工频交流电源整流滤波进行变换，使其成为直流电之后，再借助于逆变器使其变换成高频的交流电。

1.2 电子镇流器的主要特点

电子镇流器在节电方面表现良好，据有关一线工程人员体验经验，其节电效果可达到50%以上。除此之外，自身的能耗较低，一般情况下相当于灯功率的6%，并且功率因数比较高，实际可能接近于1，另外能对供电损耗的程度进行下调，也提高了实际利用电网的效率。

2 LED路灯

LED光源具有很多优点，比如：色彩多种多样、更容易控制、耐气候性等，它不仅满足了城市的基本照明需求，而且在一些景观照明方面也发挥着重要的作用。白光LED的广泛应用，促使照明光源市场的效率在不断提高。白光LED体积不大；产生的热量不高，并不会带来热辐射；消耗的电量较小，可以在低电压和低电流的条件下启动；寿命较长；能保持较好的响应速度；符合环境保护的要求，都是白光LED所具有的优点[1]。

2.1 LED的主要连接方式

LED的连接方式中，比较常见的用图1-图6表示。

不同的连接方式所表现出的特点和驱动器要求都不相同，一旦单个LED发生故障，需要考虑整个电路的实际工作状况，整体发光的可靠性表现，另外还要考虑整体LED灯能的表现能力以及相应的失效率。

对于串联连接形式的LED，简单串联所表现的优点有：电路简化、容易进行连接、电流相同、亮度能保持一致。但是这种连接方式的缺点是：可靠性表现过低、驱动器的输出电压表现较高，设计和制造方面有很大的问题。而对于带旁路串联的形式，可靠性有所改善，但是设备元器件的数量变多，体积也增大，同样在设计和制造方面存在问题[2]。

对于并联连接形式的LED，简单连接方式保证了驱动电压低的优点，但是可靠性却成为了缺点；独立匹配并联的方式在可靠性、适用性驱动效果等方面都有保证，并且单个LED能完善的保存，但是依然存在一定的缺点，比如电路的复杂性、对技术的要求过高、所占体积过大、不满足较多数量LED的情况等。

对于混联形式的LED，在可靠性方面都表现较高，其中交叉阵列形式还能保证较高的总体效率，并且实际应用的范围比较广泛，但是设计和制造驱动器的过程比较复杂，并且并联的LED需要均流的保障。

2.2 LED的驱动电源设置

LED路灯主要有交流式电供电的LED路灯和太阳能LED路灯，其优点主要表现为负载较小，并且干扰也较弱。LED的驱动电源是对交流电压的转变，在使其转变成直流电压的同时，进行电压和电流的匹配。无论形式怎样，数量少的情况下，驱动电源都比较简单，容易进行设计；数量过多且形式多样情况下，可在驱动电源中增加反馈控制环节，控制该环节，避免环境温度等因素的影响。

2.3 推广LED光源存在的障碍

1）功率型白光LED工作首要问题就是散热，其器件的可靠性与散热有关。LED半导体光电器件属于热敏元件，热量的产生不可避免，不对这些热量进行散发，就会加速升高PN结温，由此光衰的速度比较快，在效率方面也没有保障，寿命有效的时间变短，因此需要加强LED路灯灯具的散热技术[3]。

2）LED光源产生的是点光源，经常在道路上见到的LED是安装到平板中后再装入灯具工作，灯具保证环境，但是不能对光源进行分布，在灯具的正下方保证强亮度，灯与灯之间形成不连续的暗区，这时需要对配光曲线进行合理的设计。