街道及停車(chē)場(chǎng)照明等大功率LED區域照明挑戰暨驅動(dòng)電

隨著(zhù)人們節能環(huán)保意識的日漸增強，業(yè)界越來(lái)越關(guān)注能源消耗對環(huán)境的影響。在各種能源消耗途徑中，據統計，有高達20%至22%的電能用于照明。提高照明應用的能源使用效率乃至進(jìn)一步降低其能源消耗，有助于減少二氧化碳排放，造就更加綠色環(huán)保的世界。因此，高能效照明正在成為業(yè)界競逐的一個(gè)焦點(diǎn)。

從應用領(lǐng)域來(lái)看，照明涵蓋住宅照明、工業(yè)照明、街道照明和餐廳、零售及服務(wù)業(yè)照明等不同類(lèi)別。而從功率等級來(lái)看，除了低功率照明，也包括大功率區域照明，典型應用如柱燈、洗墻燈、外墻燈、隧道照明、街燈、停車(chē)場(chǎng)及公共安全照明、工業(yè)及零售照明等室外照明，以及低頂燈、高頂燈、凍柜/冰箱及停車(chē)庫等室內照明。

大功率區域照明存在不少挑戰，如燈具可能難以接近、光源發(fā)生故障時(shí)可能帶來(lái)安全問(wèn)題、戶(hù)外存在多種極端環(huán)境條件等。此外，不容忽視的是，應用于大功率區域照明的現有光源(如金屬鹵素燈、高壓鈉燈、線(xiàn)性熒光燈及緊湊型熒光燈)存在著(zhù)不少局限，如高壓鈉燈的顯色性差(CRI約為22)，金屬鹵素燈的典型燈具損耗較高(40%)且其從啟動(dòng)到發(fā)光至完整亮度經(jīng)歷的時(shí)間可能長(cháng)達10分鐘，線(xiàn)性熒光燈的冷溫度性能差，緊湊型熒光燈的啟動(dòng)速度也較慢。

另一方面，隨著(zhù)高亮度白光發(fā)光二極管(LED)在性能和成本等方面持續改進(jìn)，越來(lái)越多地用于大功率區域照明，并提供傳統光源不具備的優(yōu)勢，如發(fā)出每流明光所消耗的電能更少、方向控制性更好、色彩質(zhì)量更佳、環(huán)保，并且其開(kāi)啟和關(guān)閉能夠更方便地控制，便于自動(dòng)檢測環(huán)境光從而改變亮度；此外，LED的可靠性也更佳，利于降低維護成本及總體擁有成本。

LED區域照明應用要求
LED驅動(dòng)器的主要功能就是在多種條件下限流，并要保護LED免受浪涌及其它故障條件影響，以及提供某種等級的安全性，避免(電氣和/或機械方式的)震動(dòng)及著(zhù)火。對于區域照明應用而言，室外環(huán)境會(huì )給LED驅動(dòng)器帶來(lái)溫度挑戰，且可能需要承受277 Vac、347 Vac或者甚至480 Vac等比標準電壓更高的交流輸入電壓。

區域照明應用的LED驅動(dòng)器可能還需要符合某些有關(guān)功率因數或諧波含量的規范標準。如歐盟的國際電工聯(lián)盟(IEC)的IEC61000-3-2標準對功率超過(guò)25 W的照明設備(C類(lèi))的諧波含量提出了要求，相當于總諧波失真(THD)低于35%；但符合IEC61000-3-2 C類(lèi)諧波含量要求并不必然表示功率因數(PF)高于0.9。而某些市場(chǎng)(如美國)通常要求PF高于0.9及THD低于20%。

很多區域照明應用都在室外，可能會(huì )經(jīng)受各種嚴格溫度條件，從而使總體使用壽命受到影響。而總體系統設計對使用壽命有重要影響，故使用內部發(fā)熱較少、損耗更低的高能效LED驅動(dòng)器非常重要，而且在設計中要對驅動(dòng)器與LED熱源進(jìn)行熱隔離，從而增強系統可靠性。

圖1：智能雙亮度等級LED街道照明示例。

LED照明的控制也可以變得更加智能化。傳統街燈以定時(shí)器或環(huán)境光傳感器來(lái)自主控制。而利用電力線(xiàn)通信(PLC)或無(wú)線(xiàn)控制技術(shù)，可以提供高度靈活的LED區域照明控制，如基于時(shí)間的光輸出等級集中控制、基于車(chē)流量傳感器的發(fā)光等級控制，以及根據檢測人、車(chē)活動(dòng)來(lái)調控市中心照明，兼顧步行車(chē)及街道照明。LED智能控制技術(shù)在節省電能之余，還不會(huì )損及安全性。典型應用有如智能雙亮度等級照明，如公園、加油站頂棚、停車(chē)場(chǎng)所、樓梯及電冰箱箱體照明都支持根據需要來(lái)調整亮度等級的照明。LED能夠即時(shí)導通及關(guān)閉，能夠在這些應用中方便地根據動(dòng)作或活動(dòng)來(lái)調節照明等級，如在未檢測到活動(dòng)時(shí)提供20%-40%的亮度等級，而在檢測到活動(dòng)時(shí)提供100%亮度的照明。這樣就利于大量節省額外的電能消耗。