灯控电源一体化技术在LED路灯上的应用探讨.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 66 灯控电源一体化技术在 LED 路灯上的应用探讨 陈玉辉 熊 专 王青平 曾凡军 何艳玲 中节能晶和科技有限公司,江西 南昌 330000 摘要:摘要:随着电子技术的发展,系统集成度不断的提升,工作频率也越来越高,不可避免会伴随着电磁干扰和温升问题的出现,灯控电源一体化作为一种新型的城市基础照明应用,对 EMI 和热设计的研究和治理显得尤为重要,这也是决定产品可靠性的重要因素,本文通过对比一体化和独立式智慧照明系统的区别和优缺点,阐述了灯控电源一体化目前面临的技术难题和参考建议。关键词:关键词:电磁干扰;温升;一体化;智慧照明 中图分类号:中图分类号:TU11
2、3 0 引言 随着物联网技术和照明技术的不断发展,照明需求也变得多元化,不仅仅只是满足于正常的亮灯需求,所以 LED 路灯的智能化控制也变的越来越重要,智慧照明作为传统灯具与新兴物联网技术的创新应用,与管理平台相结合,实现对 LED 路灯的远程开关、监测、亮度调节和精细化管理,让产品更加符合市场需求和国家节能减排政策,提高产品的附加值,智慧照明技术的应用也将引领着照明产业的变革,为智慧城市照明增添绿色、环保、低碳的光景。1 智慧照明发展现状与前景 当前我国城市发展规模急剧扩张,面临能源短缺、自然环境恶化等问题,对城市可持续发展、城市生态环境、城市管理等诸多方面提出了严峻的挑战。而城市道路照明作
3、为城市公共设施的重要组成部分,对完善城市功能+、改善城市环境、推动城市经济社会发展起着重大的积极作用。目前城市路灯照明大致可分为两大类,传统路灯照明和智慧路灯照明。传统路灯照明采用简单的有线电路控制,其安装困难,维护成本高,耗电量大等缺点;智慧路灯照明大多采用无线通信控制,基于物联网管理平台,实现对路灯的可视化管控,达到绿色照明的目的。在大力推广智慧城市的背景下,人们对城市道路照明的需求越来越高,节能化、数字化以及智慧化成为道路照明建设的重要方向,智慧照明在城市照明的发展中扮演着重要角色,从最初的传统照明发展到有线技术实现对灯光的定时控制,再从早期无线技术智能化到目前蜂窝式物联网的智慧照明,照
4、明智能化建设与管理对城市可持续发展建设的具有重要意义,智慧照明也将成为城市管理和发展的重要工具,实现城市照明设备故障自动告警、免人工巡检、亮灯自动化等功能,最终会替代传统路灯照明,为人们提供更方便、更简单、更智能的公共照明服务。随着智慧城市建设的加速推进以及物联网、云计算等新一代信息技术的广泛应用,未来发展前景也将越来越广阔,将迎来快速发展机遇。随着目前城市快节奏的发展,高效率、快响应是道路照明必不可少的保障,然而目前大多数控制设备是安装于路灯内部,一旦出现故障,需要特殊作业车辆进行维修,不仅耗费时间长,而且需要封闭道路,对城市交通有一定的影响,所以实际应用中将易损设备安装于灯杆底部检修门是保
5、障照明及时性、有效性的重要措施。2 智慧照明系统分类与优缺点 智慧照明是通过物联网、云计算、移动互联网等技术的集成应用,将传统照明设备与智能控制结合起来,接入统一的管理平台,通过动态调节、实时监控、逻辑控制,实现对路灯的远程智能化控制和管理,不仅使城镇设施更加智能、服务更加便捷、管理更加精细,真正按需照明,高效节能,而且也是响应国家实现碳达峰、碳中和的政策号召,助力绿色可持续发展的重要举措。目前智能化应用层出不穷,智慧路灯照明控制系统也方案百出。以无线通信智慧照明为例,作为一种新型城市照明应用,目前市面上产品应用构造可分为两中国科技期刊数据库 工业 A 67 种,一种为驱动电源与单灯控制器相互
6、独立分开的控制系统,另一种为驱动电源与单灯控制器集成的灯控电源一体化控制系统,而且两种控制系统实际应用中都存在各自的优缺点,在不同领域和应用场景中相互补充、相互渗透。2.1 独立式系统 如图 1 所示,独立式系统是目前最为广泛的一种应用,主要由驱动电源、单灯控制器、LED 路灯组成,由单灯控制器输入端连接市电,输出端连接驱动电源,单灯控制器通过无线网络接收管理平台发出的调控指令,输出数字或模拟调光信号连接驱动电源的调光端,实现对 LED 路灯照明亮度的控制,达到高效节能、智能化管理的目的。优点:生产方面,单灯控制器可成为单一通用物料来源,能够与不同型号规格驱动电源相匹配,方便生产备料,适用于规
7、模化生产。施工方面,单灯控制器与驱动电源相互独立,驱动电源参数、型号可按需求自由配置,互不干涉,匹配选择性多,且独立系统相对安装方式灵活,可变性强,驱动电源和单灯控制器可自由安装于灯体内、灯杆检修门内或控制柜中,应用场景适用范围广。运维方面,单灯控制器与驱动电源有独自的防护系统,相互隔离,如外部传导雷或其他因素导致其中一个损坏,不会连锁效应影响到另一台设备的功能,只需更换损坏的设备即可,维修材料成本低。缺点:施工方面,若将单灯控制器和驱动电源均需安装在灯杆检修门内,因连接线较多,则易出现漏接、错接等情况,所以施工量大难度相对比较复杂,最重要一点对检测口内部有一定的空间尺寸要求,所标大多数灯杆未
8、必满足要求。成本方面,驱动电源和单灯控制器为独立功能设备,均需要各自的 EMI 和防雷等电路结构的重复,使整体制造成本较高。图 1 独立式控制系统 2.2 一体化系统 如图 2 所示,灯控电源一体化系统是基于传统 LED驱动电源技术上融入无线通信处理电路、电参计量电路、控制电路和各种软件算法对驱动电源电路进行数据采集、监测和功能调控,利用通信技术构建一体化管理服务平台对数据整合和信息处理,精准地管理路灯的运行状态,实现对 LED 路灯的开关、调光和管理等功能,达到节能减排的目的。优点:一体化系统中共用部分功能模块电路,如防浪涌电路,减少了元器件用量,有效的降低了成本,且整体尺寸也相应缩小不少,
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