市域车客室LED照明

杨悫

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林省 长春市 130062

摘要：随着城市交通的快速发展，市域车客室LED照明系统作为提升乘客乘坐体验和降低能耗的关键技术，得到了广泛关注。

关键词：市域车客室；LED；照明

1LED照明系统的优势和应用现状

1.1LED照明系统的优势

LED照明系统具有节能、环保、寿命长、响应速度快、色彩丰富等优势。与传统照明系统相比，LED照明系统可以显著降低能耗，减少维护成本，提高照明效果。

1.2LED照明系统的应用现状

LED照明系统在国内外城市轨道交通领域得到了广泛应用。许多城市轨道交通车辆已经采用了LED照明系统，取得了良好的效果。

2市域车客室LED照明系统的设计要点

2.1照明布局设计

客室的空间特点对照明布局设计有着重要影响。例如，如果车客室的空间较小，那么照明布局设计就需要采用一些能够扩展空间视觉感受的照明设备和技术，如反射灯、隐藏灯等。相反，如果车客室的空间较大，那么照明布局设计就需要采用一些能够提供足够亮度的照明设备和技术，如吊灯、壁灯等。

乘客的视觉需求也是照明布局设计的重要考虑因素。不同的乘客对照明的需求是不同的，有的需要更多的光线来阅读，有的需要更柔和的光线来休息。因此，照明布局设计需要根据不同乘客的需求，采用不同的照明方案，如可调节亮度的照明设备、色温调节系统等。

2.2照明控制设计

照明控制设计是一门融合了科技与美学的艺术，它旨在满足乘客的视觉需求的同时，也致力于实现节能环保的目标。在这个领域，设计师通过巧妙地运用智能技术，使得照明系统能够根据不同的场景和需求，自动进行智能调光和自动开关等功能。

此外，照明控制设计还能够实现节能效果。通过智能调光功能，照明系统能够根据车厢内的光线需求，自动调整照明的亮度，从而达到节能的效果。

2.3照明安全设计

首先，防尘性能是照明设备的基础要求。我们需要确保照明设备在尘埃环境中，依然能保持其正常的工作状态，不被尘埃所影响。

其次，防水性能是照明设备的重要要求。我们需要确保照明设备在潮湿或者水环境中，依然能保持其正常的工作状态，不被水分所侵害。

最后，防震性能是照明设备的关键要求。需要确保照明设备在震动环境中，依然能保持其正常的工作状态，不被震动所影响。3市域车客室LED照明窜在的问题及解决措施

3.1问题描述

近期售后反馈，重庆壁铜线项目首列车调试时客室灯异常，现象如下：

3.1.1客室灯具在点亮后出现灯具色温不一致、光源组件不规则低频闪烁现象。

3.1.2机箱控制器面板按键功能正常，但进行色温调节时灯具色温无变化。

3.2原因分析

3.2.1现场测试

（1）查看机箱日志，未发现上报故障。

（2）断开色温调节功能，照明即恢复，无闪灯现象，遂判定出现闪灯现象可能与色温调节有关。

（3）断开一位侧灯带连接二位侧灯带，照明恢复正常；断开二位侧灯带连接一位侧灯带，照明恢复正常。

（4）同时连接一位侧和二位侧灯带，从尾部逐条灯带断开，发现在断开5段灯带之后，照明即恢复正常。

3.2.2初步结论

初步判定为色温调节控制信号的负载过大，导致PWM调节波形畸变引起。分析实车装配与测试平台主要差异为线缆长度不同，遂搭建模拟测试环境进行验证。

3.2.3搭建模拟测试环境测试

（1）按照实车线缆长度、连接器节点搭建客室灯具，故障现象复现与车辆一致。

（2）减短机箱至客室灯具线缆长度，故障现象消除。

（3）加大PWM调节线路的负载电流（减小内部隔离电路的上拉电阻），故障现象消除。

3.2.4实车验证

经实车验证，加大PWM调节线路的负载电流（减小内部隔离电路的上拉电阻），故障现象消除。

3.2.5原理分析：

（1）灯具的色温调节，是通过机箱的PWM信号调节灯板上两种灯珠的照度比例，从而达到色温调节的目的。

（2）实现方式：机箱主板按照当前日期和时间，输出对应色温的PWM信号（见图1），信号通过机箱X2的2、6位和X3的2、6位分别传输到一位侧和二位侧的一二路灯板。灯板上的MCU接收到主板发送的PWM信号后（见图2），进行解码转换，分解成两路PWM信号，分别驱动图五所示的MOS管（Q1、Q12），调节两种灯珠的功率，从而达到色温调节的目的。增大PWM调节线路的负载电流，需要减小图2中R118即可。

图1

图2

3.3结论

经以上分析，判定本次客室灯异常为实车客室灯具线缆较长，线缆内阻导致色温调节控制信号的负载过大，PWM调节波形畸变引起。加大PWM调节线路的负载电流（减小内部隔离电路的上拉电阻），可解决此问题。

3.4加大MPWM调节线路的负载电流机箱可靠性验证。

3.4.1原理验证

经计算，外接140片灯板，需要大约0.9mA的驱动电流即可。原上拉电阻为5.1K，理论上驱动电流可以满足灯板所需，但是由于车辆实际输出线缆长度较长，有压降、寄生参数、干扰等因素影响，因此将驱动电流增大一倍，将上拉电阻减小为2.7K.实际测试效果符合要求。另外，计算光耦导通时，流过光耦与电阻的电流约为1.85mA，电阻上实际的功耗约为0.00926W，远远小于其额定功率0.125W。查阅光耦本身电流参数，其额定值为25mA，完全满足使用条件。

3.4.2实测验证

将上拉电阻R118由5.1K改为2.7K后实测电阻与光耦的电流为1.83mA，电阻功耗为0.0091W。光耦电流小于25mA满足需求，电阻功率余量为92.72%满足大于50%需求。

3.4.3结论

经以上验证，将上拉电阻R118由5.1K改为2.7K后客室灯具功能正常，可靠性验证满足使用需求。

4结语

市域车客室LED照明系统作为一种节能、环保、寿命长的照明技术，在提升乘客乘坐体验和降低能耗方面具有重要意义。本文通过对市域车客室LED照明系统的研究，分析了LED照明系统的优势和应用现状，探讨了市域车客室LED照明系统的设计要点，并对实践中存在的问题及解决措施进行了分析。研究表明，LED照明系统在照明效果和能耗方面表现出色，为市域车客室LED照明系统的设计和优化提供了理论指导和实践参考。未来，随着技术的进步和应用的深入，LED照明系统将在城市轨道交通领域发挥更大的作用。

参考文献：

[1]王宗明.城市轨道交通车辆LED照明光学参数研究[J].现代城市轨道交通,2018,(02):1-5.