LED调光技术及其在道路照明中的应用

钱承红

安徽三安光电有限公司  安徽省芜湖市 241008

摘要：道路照明与社会经济发展和人民群众生活息息相关，科学、节能、高效的道路照明是保障经济建设稳步开展的关键。LED调光技术的应用能有效促进道路照明发展，提升交通运输效率。通过对LED调光技术和道路照明系统发展的分析，提出科学的LED调光技术应用规划，为社会发展作出积极贡献。

关键词：LED调光技术；道路照明；应用

1LED调光技术

LED(Light Emitting Diode)即发光二极管，是一种常用的半导体发光器件。LED内部主要包含P-N结和正负电极引线。LED可以通过调节脉冲宽度进行调光，且电路的频繁通断基本不会对半导体器件造成损害。同时，LED可以通过调整电流大小进行调光。基于LED的特性，在道路照明中应用LED调光技术可促进道路照明优化发展，降低能源消耗，保障道路照明适应不同的情境需求，为交通体系建设作出积极贡献。

2市政道路照明中路灯的发展现状

路灯是城市照明不可或缺的一部分。在过去，高压钠灯在路灯照明系统中很常见。其核心由路灯、灯具、光源和镇流器组成，其中镇流器是高压钠灯的最重要组成部分。除去路灯自身光照的耗能，高压钠灯的镇流器的耗能量也较高；在去除路灯本身的太阳能消耗之后，高压钠灯的镇流器的能耗也很高。因此，随着市场需求的变化，传统的高压钠灯逐渐被淘汰。根据节能、绿色、环保的考虑，要解决高压钠灯和镇流器能耗严重的问题，不断提高其综合效率；同时，必须开发高效节能、使用寿命长、显色性高、环保的新型路灯，这对城市照明节能具有重要意义。LED路灯是照明市场上的新型节能照明灯具，深受室外照明设计师的欢迎。LED路灯是一种以LED为光源的半导体材料照明路灯。LED是固态冷光。因此，LED路灯具有绿色、环保、零污染、低功耗、高效率、使用寿命长等优点。LED路灯的应用可以促进城市照明节能的快速发展。

3LED调光技术在道路照明上的应用

3.1可控硅调光

1可控硅调光的调光原理。可控硅调光技术最开始主要应用于卤素灯、白炽灯等传统光源。可控硅调光技术属于切相调光技术。随着行业发展、灯具创新及技术进步，在LED调光过程中也可应用可控硅调光技术。可控硅调光技术的主要原理是通过电路调制改变电压波形切相，从而调整电流的有效值，促进灯具亮度的改变。可控硅调光技术大多采用前沿切相方式，在电路中控制电压输出，实现灯具的亮度调节。在灯具照明过程中，通过可控硅调光器，改变电压波形，推动可调光电源驱动器的反应，从而对LED灯具进行调节。2可控硅调光的优势。可控硅调光技术在早期的节能灯、白炽灯中广泛应用，其有应用简单、调节精度高、工作效率高、占用空间小、便于远距离操纵等特点。可控硅调光技术在照明市场上应用广泛。同时，可控硅调光技术的应用成本非常低，与其他技术相比更节约建设资金，能在城市建设中大范围应用。可控硅调光充分适用于白炽灯、节能灯等灯具，在技术应用过程中无需重新布线，可大幅度提升施工效率。可控硅调光技术在调光灯具中的应用方式灵活多样，在灯具置换上只需要将原灯具内部的光源更换为其他光源即可，在LED可调节灯具上的应用也较为简便。3可控硅调光的劣势。可控硅调光也具有降低功率、产生线路干扰等缺点。在可控硅调光技术应用过程中，对电压波形进行切相，改变了正弦交流半波的导通角，输出电流有效值降低，导致功率因数不高。同时，可控硅调光会对线路造成干扰，从而导致线路不稳定，需要另外的施工环节来解决这一问题，而其他施工又会造成相应的能源消耗，不利于节能。可控硅调光节能效果与其他调光技术相比也不占优势。可控硅调光技术应用于LED灯具时，可能产生与LED驱动电源不兼容的问题，从而对电路内部造成影响。同时，可控硅调光会产生噪声，有静音需求的灯具不适合使用可控硅调光技术。可控硅调光还会导致LED灯具产生闪烁，从而影响照明效果。可控硅调节虽然简单、便捷，但其噪声、闪烁及色谱偏移等问题也会对道路照明产生影响。4可控硅调光在LED调光中的应用。基于可控硅调光技术的特性，在LED调光过程中较少采用。当前的道路照明调光更多的是采用其他调光技术，但是在传统的照明系统，如采用传统灯具的道路上，通过可控硅调光技术能减少施工压力，促进道路照明系统优化。

3.2电源选用

城市道路照明工程改造前，街道照明系统软件由路边箱式变压器供电。金属卤化物灯由于耗电量稍大，在运行中极易短路，导致电网系统漏电多，供电等级低。照明工程改造采用LED路灯，完成照明灯具的全覆盖，在不改变电缆截面的前提下，消除箱式变压器的故障，降低工作电压的功耗，使供电量增加1.5倍。经过多年的改造，严格按照国家颁布的技术标准对电缆敷设进行监督，实现了路灯环保节能、供电范围扩大的总体目标。电源的改进减少了箱式变压器的输入，优化了照明灯具的实际效果。

3.3PWM调光

1PWM调光原理。PWM调光技术属于数字调光技术，在LED调光发展过程中，PWM调光技术是最有发展空间的调光技术。PWM调光利用人们的视觉暂留效果，通过调节脉冲周期内的LED灯具暗亮占比时间，控制输出亮度。在调制输出的任意时点，脉冲方波输出电流只有完全导通与完全截止两个状态。PWM调光技术能促进调光效率的提升，并节约能源。2PWM调光的优势。首先，PWM调光可充分提升灯具的亮度级别，保障LED灯具颜色的一致性。同时，PWM调光可避免其他调光技术产生的色谱偏移问题。其次，PWM调光作为数字调光技术，可与信息技术及数据技术相结合，从而促进调光效率和管理模式的发展。再次，PWM调光的精度在所有调光技术中位居前列，可实现更为复杂的调光方案。理论上，PWM调光的亮度调节档位不受限制，能满足更加多样化的调光需求。最后，PWM调光可实现功能性照明和复杂景观照明的整体控制，在调光要求较多的道路及场景中保证其照明需求。3PWM调光的劣势。PWM调光是利用人的生理特性落实的调光技术。通过快速通电、断电实现调光效果。但是，在PWM调光过程中，还需考虑除人眼以外的光照需求。比如，一些支持高频采样的摄影机、摄像机，就无法适应PWM调光技术，可能会对摄影活动造成影响。同时，PWM调光会产生噪声，难以应用于对环境声音要求较高的照明体系。PWM调光在低频率情况下，会使人的眼睛产生视觉疲劳，长时间接触有可能造成视力损害，这也是PWM调光的缺点之一。4PWM调光在LED调光中的应用。当前，PWM调光技术主要应用于道路、桥梁、高架及夜景照明。PWM调光技术的特性使其在现代化照明中的应用多种多样。通过将PWM调光技术与现代化信息技术、计算机技术、数字技术以及通信技术相结合，实现组合式PWM调光技术，从而实现LED灯具的色温控制、亮度调节、颜色变化等。同时，通过PWM调光技术，能进一步实现场景变化和夜景灯光秀等效果。但是，在道路功能性照明中，PWM调光技术应用较少，还有待开发。

4结论

主要分析了LED路灯在城市照明系统建设中的重要地位和应用。在已有的优势之上LED路灯可以得到更好的推广和应用，与和谐、绿色的生态家园的建设息息相关。在城市建设中，要根据实际情况灵活投资LED路灯建设，在保证夜间照明满足市民出行需求的同时，促进城市可持续发展。

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