關于城市道路照明LED路燈的節能技術研究

黃建民

江西聯創光電科技股份有限公司，江西南昌 330096

關于城市道路照明LED路燈的節能技術研究

黃建民

江西聯創光電科技股份有限公司，江西南昌 330096

本文主要對城市道路照明LED路燈的節能技術進行了研究，分析了電子鎮流器有關節能的問題，主要對LED路燈進行了闡述，首先根據LED的不同鏈接方式探討了其優缺點，其次對LED的驅動電源設置進行介紹，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LED路燈的應用。

城市道路；照明；LED路燈；節能技術

城市現代化的發展也需要不斷完善其道路照明系統，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境，在擁有諸多優點的同時，也帶來了一些問題，因此相關人員開展節能技術的研究至關重要。

1 電子鎮流器節能

1.1 電子鎮流器工作原理

電子鎮流器主要對工頻（50Hz/60Hz）交流電進行變換，使其頻率變高，過程中需要應用AC-DC-AC變換電路，主要包括電力電子器件和IC控制芯片。首先需要對工頻交流電源整流濾波進行變換，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 電子鎮流器的主要特點

電子鎮流器在節電方面表現良好，據有關一線工程人員體驗經驗，其節電效果可達到50%以上。除此之外，自身的能耗較低，一般情況下相當于燈功率的6%，并且功率因數比較高，實際可能接近于1，另外能對供電損耗的程度進行下調，也提高了實際利用電網的效率。

2 LED路燈

LED光源具有很多優點，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揮著重要的作用。白光LED的廣泛應用，促使照明光源市場的效率在不斷提高。白光LED體積不大；產生的熱量不高，并不會帶來熱輻射；消耗的電量較小，可以在低電壓和低電流的條件下啟動；壽命較長；能保持較好的響應速度；符合環境保護的要求，都是白光LED所具有的優點[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出的特點和驅動器要求都不相同，一旦單個LED發生故障，需要考慮整個電路的實際工作狀況，整體發光的可靠性表現，另外還要考慮整體LED燈能的表現能力以及相應的失效率。

對于串聯連接形式的LED，簡單串聯所表現的優點有：電路簡化、容易進行連接、電流相同、亮度能保持一致。但是這種連接方式的缺點是：可靠性表現過低、驅動器的輸出電壓表現較高，設計和制造方面有很大的問題。而對于帶旁路串聯的形式，可靠性有所改善，但是設備元器件的數量變多，體積也增大，同樣在設計和制造方面存在問題[2]。

對于并聯連接形式的LED，簡單連接方式保證了驅動電壓低的優點，但是可靠性卻成為了缺點；獨立匹配并聯的方式在可靠性、適用性驅動效果等方面都有保證，并且單個LED能完善的保存，但是依然存在一定的缺點，比如電路的復雜性、對技術的要求過高、所占體積過大、不滿足較多數量LED的情況等。

對于混聯形式的LED，在可靠性方面都表現較高，其中交叉陣列形式還能保證較高的總體效率，并且實際應用的范圍比較廣泛，但是設計和制造驅動器的過程比較復雜，并且并聯的LED需要均流的保障。

2.2 LED的驅動電源設置

LED路燈主要有交流式電供電的LED路燈和太陽能LED路燈，其優點主要表現為負載較小，并且干擾也較弱。LED的驅動電源是對交流電壓的轉變，在使其轉變成直流電壓的同時，進行電壓和電流的匹配。無論形式怎樣，數量少的情況下，驅動電源都比較簡單，容易進行設計；數量過多且形式多樣情況下，可在驅動電源中增加反饋控制環節，控制該環節，避免環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。LED半導體光電器件屬于熱敏元件，熱量的產生不可避免，不對這些熱量進行散發，就會加速升高PN結溫，由此光衰的速度比較快，在效率方面也沒有保障，壽命有效的時間變短，因此需要加強LED路燈燈具的散熱技術[3]。

2）LED光源產生的是點光源，經常在道路上見到的LED是安裝到平板中后再裝入燈具工作，燈具保證環境，但是不能對光源進行分布，在燈具的正下方保證強亮度，燈與燈之間形成不連續的暗區，這時需要對配光曲線進行合理的設計。

3 結論

近年來國家在不斷落實綠色和環保照明的相關任務，城市道路照明問題產生了很多變化。除了在HID路燈方面得到了有效的應用，還開發了LED路燈的市場。但是，要在更廣范圍內實現對LED路燈的推廣，還需不斷研究相關技術，突破存在的障礙因素。

[1]趙曉燕.照明LED在城市交通導向系統的應用研究[D].桂林電子科技大學，2011.

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

[3]蔣肖肖.路燈照明智能控制系統[D].鄭州大學，2014.

TU99

A

1674-6708（2015）143-0119-01

黃建民，工程師，本科，研究方向：LED技術研究