發布時間：2021-05-08所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：本文提出以芯片驅動一體化的高效LED模組為基礎照明單元，利用芯片自身帶有的數字通信接口實現隧道照明系統的數字化控制與單燈管理，具有驅動芯片化、模組一體化、數字智慧化、性能指標高等優點，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、節能水平和智能化程度
摘要：本文提出以芯片驅動一體化的高效LED模組為基礎照明單元，利用芯片自身帶有的數字通信接口實現隧道照明系統的數字化控制與單燈管理，具有驅動芯片化、模組一體化、數字智慧化、性能指標高等優點，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、節能水平和智能化程度本系統應用芯片自身的調光接口，實現負邏輯0￣10V的調光功能，采用調光器進行LED燈具實現了電壓、電流、功率等參數的測量，從而準確獲得每個燈具的實際工作狀態，實現了單燈調光和狀態監測，并在惠清隧道照明中得到了實際的應用。
關鍵詞：芯片驅動;LED隧道照明;模組一體化;數字化通信
在隧道設施中，照明是很重要的設施之一，隧道中照明光環境的好壞直接影響人們生命財產安全和生活質量水平。我國將公路隧道分為4個區段：入口段、過渡段、中間段和出口段。每個段的照明控制對隧道光環境起著至關重要的作用。因此隧道照明控制方式的選擇對隧道光環境有重要的影響，良好的照明控制方式可以很好地消除隧道行車中的“黑洞效應”和“眩光”帶來的影響，給司機創造高質量的照明環境。由于隧道照明是24小時運行，傳統的高壓鈉燈能耗價高，故障率也高，目前隧道開始使用LED光源替代傳統的高壓鈉燈，但是傳統的LED照明主要使用開關電源驅動LED光源，而開關電源是LED照明燈具中極易故障的部件，如果不能及時發現隧道照明設備故障，就會危及行車安全，造成事故隱患，從而造成隧道內重大交通事故的發生。傳統的隧道照明無法實時準確獲知照明燈具的使用狀態，需人工巡檢維護，勞動成本高，給隧道管理人員帶來了巨大的工作量，這也是隧道照明產品穩定和正常運行過程中亟待解決的問題。
—、系統框圖和原理
芯片一體化模組是將驅動芯片與LED燈珠進行整體貼片封裝所形成的一體化光電模組。該驅動芯片通過交流電直接驅動LED光源，取消了傳統的LED光源開關電源，具有抗百萬次開關沖擊、過電流、過電壓、過溫度、軟啟動等自動保護功能，不僅大幅降低了LED終端產品成本，還大大提高了可靠性，為LED照明提供了全新的技術應用解決方案。芯片自身帶有調光端口，集狀態監測、開關燈控制、數字調光功能于一體，監測控制每一盞燈具工作狀態，可實現群管理、組管理及單燈控制管理，根據實際需求，進行數字化精細化百分比調光，在滿足不同照明需求的基礎上，實現LED路燈的二次節能。數字化接口調光具有抗干擾能力強、通訊距離遠、調光性能一致性高、控制系統兼容性強等優點，也是未來物聯網智慧照明發展的必然趨勢。
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芯片驅動的數字化LED隧道燈原理如圖1所示，芯片驅動LED隧道燈模組實物如圖2所示。
二、系統設計
當前主流傳統的LED隧道燈大多采用開關電源技術，雖然LED光源壽命很長，但LED燈具短壽的現象卻在屢次出現，電源壽命問題成了“木楠效應”中“最短的板”。相對于傳統的LED驅動技術而言，芯片化驅動LED具有結構簡單、成本低、壽命長等特點，并且不再使用壽命最短的器件—電解電容。擯棄傳統的開關驅動電源，有效解決了驅動電源的壽命問題，使LED照明燈具的壽命提高到與LED燈珠壽命相同的量級，大幅降低了成本，更加高效節能。
T61芯片為我國自主設計的專用LED驅動集成電路，該芯片使用低壓旁路取電方法，具有取電方式簡單、低壓、高效的特點，只負責其中10只LED的開關驅動，明顯減小了LED芯片和集成電路芯片基板的面積，大大提高了可靠性。該集成電路不僅適合低壓旁路取電的技術要求，同時還具有功耗低、效率高、可靠性髙、管腳少、外接元件少和使用方便等優點。
由于多顆芯片分別控制一小部分燈珠，每顆芯片的工作電壓都比較低，功耗和發熱也很低，即使有單顆芯片損壞也不影響其他芯片的正常工作，因此把這種方案命名為分布式驅動方案。
三、實驗結果與分析
通過實驗測試及實地現場效果驗證，分布式驅動方案主要有以下優點。
1、可靠性好。沒有電解電容等短壽命元器件，使驅動電路壽命達到和超過LED的壽命，幣幻的壽命超過5?10乃小時同時驅動電路的相應元器件和LED—起通過SMT設備，能保證極高的性能一致性和整體可靠性。
2、更綠色，更環保。替以更少電子元器件的驅動電路，節省了幵關電源，相對于原有驅動電源有更長的壽命，大幅降低了廢舊開關電源產生的電1f垃圾。電源效率和功率因數高，220V交流電情況下分別是0.91和0.98。
3、適用電壓范圍寬。110?400V交流電都可以工作，即使出現電工誤連三相電的兩相電壓380V情況，也不會造成燈具被燒毀。
4、具有數字調光功能。實現負邏輯0?10V的調光功能，即沒有輸入信號或輸入電壓為0V時，整燈滿功率，輸入信號為10V時，整燈功率調為S小功率，這樣即使調光器失效處于短路或開路時，也不彫響燈具的正常使)T1，同時利用調光器還可以實現：0.01%，1206Rk4330K，1%，0805Rb4680R，1%.0805Ql1N60.SOT-Rsa4R7，1%，1mostitKMhLED燈R的電EE、電流、功率等參數的測W與實時監測。
四、結束語
本文提出芯片驅動數字化的LED隧道照明系統，W有驅動芯片化、模組一體化、數字智慧化、性能指標高等優點，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、節能水平和智能化程度。本系統應用我國自主研發的專用芯片實現了隧道照明系統的數字化控制與單管理，采用負邏輯的調光功能，有效避免了調光器失效造成LED燈具不亮的問題，實現了燈具電壓、電流、功率等參數的測量，從而準確獲得每個燈具的實際工作狀態，該系統在?清隧道照明中得到了實際的應用。在未來，該驅動芯片將以其優異性能，橫向擴展到路燈、工業照明等更廣闊的應用。——論文作者：楊志勇、尹仕健2，李丹雄1
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