发布时间：2021-05-08所属分类：电工职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：本文提出以芯片驱动一体化的高效LED模组为基础照明单元，利用芯片自身带有的数字通信接口实现隧道照明系统的数字化控制与单灯管理，具有驱动芯片化、模组一体化、数字智慧化、性能指标高等优点，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、节能水平和智能化程度
摘要：本文提出以芯片驱动一体化的高效LED模组为基础照明单元，利用芯片自身带有的数字通信接口实现隧道照明系统的数字化控制与单灯管理，具有驱动芯片化、模组一体化、数字智慧化、性能指标高等优点，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、节能水平和智能化程度本系统应用芯片自身的调光接口，实现负逻辑0￣10V的调光功能，采用调光器进行LED灯具实现了电压、电流、功率等参数的测量，从而准确获得每个灯具的实际工作状态，实现了单灯调光和状态监测，并在惠清隧道照明中得到了实际的应用。
关键词：芯片驱动;LED隧道照明;模组一体化;数字化通信
在隧道设施中，照明是很重要的设施之一，隧道中照明光环境的好坏直接影响人们生命财产安全和生活质量水平。我国将公路隧道分为4个区段：入口段、过渡段、中间段和出口段。每个段的照明控制对隧道光环境起着至关重要的作用。因此隧道照明控制方式的选择对隧道光环境有重要的影响，良好的照明控制方式可以很好地消除隧道行车中的“黑洞效应”和“眩光”带来的影响，给司机创造高质量的照明环境。由于隧道照明是24小时运行，传统的高压钠灯能耗价高，故障率也高，目前隧道开始使用LED光源替代传统的高压钠灯，但是传统的LED照明主要使用开关电源驱动LED光源，而开关电源是LED照明灯具中极易故障的部件，如果不能及时发现隧道照明设备故障，就会危及行车安全，造成事故隐患，从而造成隧道内重大交通事故的发生。传统的隧道照明无法实时准确获知照明灯具的使用状态，需人工巡检维护，劳动成本高，给隧道管理人员带来了巨大的工作量，这也是隧道照明产品稳定和正常运行过程中亟待解决的问题。
—、系统框图和原理
芯片一体化模组是将驱动芯片与LED灯珠进行整体贴片封装所形成的一体化光电模组。该驱动芯片通过交流电直接驱动LED光源，取消了传统的LED光源开关电源，具有抗百万次开关冲击、过电流、过电压、过温度、软启动等自动保护功能，不仅大幅降低了LED终端产品成本，还大大提高了可靠性，为LED照明提供了全新的技术应用解决方案。芯片自身带有调光端口，集状态监测、开关灯控制、数字调光功能于一体，监测控制每一盏灯具工作状态，可实现群管理、组管理及单灯控制管理，根据实际需求，进行数字化精细化百分比调光，在满足不同照明需求的基础上，实现LED路灯的二次节能。数字化接口调光具有抗干扰能力强、通讯距离远、调光性能一致性高、控制系统兼容性强等优点，也是未来物联网智慧照明发展的必然趋势。
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芯片驱动的数字化LED隧道灯原理如图1所示，芯片驱动LED隧道灯模组实物如图2所示。
二、系统设计
当前主流传统的LED隧道灯大多采用开关电源技术，虽然LED光源寿命很长，但LED灯具短寿的现象却在屡次出现，电源寿命问题成了“木楠效应”中“最短的板”。相对于传统的LED驱动技术而言，芯片化驱动LED具有结构简单、成本低、寿命长等特点，并且不再使用寿命最短的器件—电解电容。摈弃传统的开关驱动电源，有效解决了驱动电源的寿命问题，使LED照明灯具的寿命提高到与LED灯珠寿命相同的量级，大幅降低了成本，更加高效节能。
T61芯片为我国自主设计的专用LED驱动集成电路，该芯片使用低压旁路取电方法，具有取电方式简单、低压、高效的特点，只负责其中10只LED的开关驱动，明显减小了LED芯片和集成电路芯片基板的面积，大大提高了可靠性。该集成电路不仅适合低压旁路取电的技术要求，同时还具有功耗低、效率高、可靠性髙、管脚少、外接元件少和使用方便等优点。
由于多颗芯片分别控制一小部分灯珠，每颗芯片的工作电压都比较低，功耗和发热也很低，即使有单颗芯片损坏也不影响其他芯片的正常工作，因此把这种方案命名为分布式驱动方案。
三、实验结果与分析
通过实验测试及实地现场效果验证，分布式驱动方案主要有以下优点。
1、可靠性好。没有电解电容等短寿命元器件，使驱动电路寿命达到和超过LED的寿命，幣幻的寿命超过5?10乃小时同时驱动电路的相应元器件和LED—起通过SMT设备，能保证极高的性能一致性和整体可靠性。
2、更绿色，更环保。替以更少电子元器件的驱动电路，节省了幵关电源，相对于原有驱动电源有更长的寿命，大幅降低了废旧开关电源产生的电1f垃圾。电源效率和功率因数高，220V交流电情况下分别是0.91和0.98。
3、适用电压范围宽。110?400V交流电都可以工作，即使出现电工误连三相电的两相电压380V情况，也不会造成灯具被烧毁。
4、具有数字调光功能。实现负逻辑0?10V的调光功能，即没有输入信号或输入电压为0V时，整灯满功率，输入信号为10V时，整灯功率调为S小功率，这样即使调光器失效处于短路或开路时，也不彫响灯具的正常使)T1，同时利用调光器还可以实现：0.01%，1206Rk4330K，1%，0805Rb4680R，1%.0805Ql1N60.SOT-Rsa4R7，1%，1mostitKMhLED灯R的电EE、电流、功率等参数的测W与实时监测。
四、结束语
本文提出芯片驱动数字化的LED隧道照明系统，W有驱动芯片化、模组一体化、数字智慧化、性能指标高等优点，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、节能水平和智能化程度。本系统应用我国自主研发的专用芯片实现了隧道照明系统的数字化控制与单管理，采用负逻辑的调光功能，有效避免了调光器失效造成LED灯具不亮的问题，实现了灯具电压、电流、功率等参数的测量，从而准确获得每个灯具的实际工作状态，该系统在?清隧道照明中得到了实际的应用。在未来，该驱动芯片将以其优异性能，横向扩展到路灯、工业照明等更广阔的应用。——论文作者：杨志勇、尹仕健2，李丹雄1
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