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摘 要： 摘要：本文提出以芯片驅(qū)動(dòng)一體化的高效LED模組為基礎(chǔ)照明單元，利用芯片自身帶有的數(shù)字通信接口實(shí)現(xiàn)隧道照明系統(tǒng)的數(shù)字化控制與單燈管理，具有驅(qū)動(dòng)芯片化、模組一體化、數(shù)字智慧化、性能指標(biāo)高等優(yōu)點(diǎn)，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、節(jié)能水平和智能化程度
摘要：本文提出以芯片驅(qū)動(dòng)一體化的高效LED模組為基礎(chǔ)照明單元，利用芯片自身帶有的數(shù)字通信接口實(shí)現(xiàn)隧道照明系統(tǒng)的數(shù)字化控制與單燈管理，具有驅(qū)動(dòng)芯片化、模組一體化、數(shù)字智慧化、性能指標(biāo)高等優(yōu)點(diǎn)，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、節(jié)能水平和智能化程度本系統(tǒng)應(yīng)用芯片自身的調(diào)光接口，實(shí)現(xiàn)負(fù)邏輯0￣10V的調(diào)光功能，采用調(diào)光器進(jìn)行LED燈具實(shí)現(xiàn)了電壓、電流、功率等參數(shù)的測(cè)量，從而準(zhǔn)確獲得每個(gè)燈具的實(shí)際工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了單燈調(diào)光和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并在惠清隧道照明中得到了實(shí)際的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：芯片驅(qū)動(dòng);LED隧道照明;模組一體化;數(shù)字化通信
在隧道設(shè)施中，照明是很重要的設(shè)施之一，隧道中照明光環(huán)境的好壞直接影響人們生命財(cái)產(chǎn)安全和生活質(zhì)量水平。我國(guó)將公路隧道分為4個(gè)區(qū)段：入口段、過渡段、中間段和出口段。每個(gè)段的照明控制對(duì)隧道光環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。因此隧道照明控制方式的選擇對(duì)隧道光環(huán)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(yīng)”和“眩光”帶來的影響，給司機(jī)創(chuàng)造高質(zhì)量的照明環(huán)境。由于隧道照明是24小時(shí)運(yùn)行，傳統(tǒng)的高壓鈉燈能耗價(jià)高，故障率也高，目前隧道開始使用LED光源替代傳統(tǒng)的高壓鈉燈，但是傳統(tǒng)的LED照明主要使用開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)LED光源，而開關(guān)電源是LED照明燈具中極易故障的部件，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道照明設(shè)備故障，就會(huì)危及行車安全，造成事故隱患，從而造成隧道內(nèi)重大交通事故的發(fā)生。傳統(tǒng)的隧道照明無法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲知照明燈具的使用狀態(tài)，需人工巡檢維護(hù)，勞動(dòng)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(chǎn)品穩(wěn)定和正常運(yùn)行過程中亟待解決的問題。
—、系統(tǒng)框圖和原理
芯片一體化模組是將驅(qū)動(dòng)芯片與LED燈珠進(jìn)行整體貼片封裝所形成的一體化光電模組。該驅(qū)動(dòng)芯片通過交流電直接驅(qū)動(dòng)LED光源，取消了傳統(tǒng)的LED光源開關(guān)電源，具有抗百萬次開關(guān)沖擊、過電流、過電壓、過溫度、軟啟動(dòng)等自動(dòng)保護(hù)功能，不僅大幅降低了LED終端產(chǎn)品成本，還大大提高了可靠性，為L(zhǎng)ED照明提供了全新的技術(shù)應(yīng)用解決方案。芯片自身帶有調(diào)光端口，集狀態(tài)監(jiān)測(cè)、開關(guān)燈控制、數(shù)字調(diào)光功能于一體，監(jiān)測(cè)控制每一盞燈具工作狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)群管理、組管理及單燈控制管理，根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行數(shù)字化精細(xì)化百分比調(diào)光，在滿足不同照明需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)LED路燈的二次節(jié)能。數(shù)字化接口調(diào)光具有抗干擾能力強(qiáng)、通訊距離遠(yuǎn)、調(diào)光性能一致性高、控制系統(tǒng)兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，也是未來物聯(lián)網(wǎng)智慧照明發(fā)展的必然趨勢(shì)。
相關(guān)期刊推薦：《交通信息與安全》(雙月刊)創(chuàng)刊于1983年，由武漢理工大學(xué)、交通計(jì)算機(jī)應(yīng)用信息網(wǎng)主辦。雜志緊密結(jié)合交通行業(yè)實(shí)際，刊載了交通行業(yè)在交通信息化建設(shè)、管理信息系統(tǒng)(MIS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、智能運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、電子數(shù)據(jù)交換(EDI)、企業(yè)網(wǎng)(Intranet)等領(lǐng)域計(jì)算機(jī)應(yīng)用的學(xué)術(shù)論文、研究成果、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、專題講座等方面的大量文章，介紹了國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)的新成果、新產(chǎn)品、應(yīng)用動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。為指導(dǎo)、促進(jìn)交通行業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及與提高作出了顯著成績(jī)。
芯片驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化LED隧道燈原理如圖1所示，芯片驅(qū)動(dòng)LED隧道燈模組實(shí)物如圖2所示。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
當(dāng)前主流傳統(tǒng)的LED隧道燈大多采用開關(guān)電源技術(shù)，雖然LED光源壽命很長(zhǎng)，但LED燈具短壽的現(xiàn)象卻在屢次出現(xiàn)，電源壽命問題成了“木楠效應(yīng)”中“最短的板”。相對(duì)于傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)而言，芯片化驅(qū)動(dòng)LED具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，并且不再使用壽命最短的器件—電解電容。擯棄傳統(tǒng)的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電源，有效解決了驅(qū)動(dòng)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(jí)，大幅降低了成本，更加高效節(jié)能。
T61芯片為我國(guó)自主設(shè)計(jì)的專用LED驅(qū)動(dòng)集成電路，該芯片使用低壓旁路取電方法，具有取電方式簡(jiǎn)單、低壓、高效的特點(diǎn)，只負(fù)責(zé)其中10只LED的開關(guān)驅(qū)動(dòng)，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(shù)要求，同時(shí)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(yōu)點(diǎn)。
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(fā)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(qū)動(dòng)方案。
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試及實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)效果驗(yàn)證，分布式驅(qū)動(dòng)方案主要有以下優(yōu)點(diǎn)。
1、可靠性好。沒有電解電容等短壽命元器件，使驅(qū)動(dòng)電路壽命達(dá)到和超過LED的壽命，幣幻的壽命超過5?10乃小時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)電路的相應(yīng)元器件和LED—起通過SMT設(shè)備，能保證極高的性能一致性和整體可靠性。
2、更綠色，更環(huán)保。替以更少電子元器件的驅(qū)動(dòng)電路，節(jié)省了幵關(guān)電源，相對(duì)于原有驅(qū)動(dòng)電源有更長(zhǎng)的壽命，大幅降低了廢舊開關(guān)電源產(chǎn)生的電1f垃圾。電源效率和功率因數(shù)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(xiàn)電工誤連三相電的兩相電壓380V情況，也不會(huì)造成燈具被燒毀。
4、具有數(shù)字調(diào)光功能。實(shí)現(xiàn)負(fù)邏輯0?10V的調(diào)光功能，即沒有輸入信號(hào)或輸入電壓為0V時(shí)，整燈滿功率，輸入信號(hào)為10V時(shí)，整燈功率調(diào)為S小功率，這樣即使調(diào)光器失效處于短路或開路時(shí)，也不彫響燈具的正常使)T1，同時(shí)利用調(diào)光器還可以實(shí)現(xiàn)：0.01%，1206Rk4330K，1%，0805Rb4680R，1%.0805Ql1N60.SOT-Rsa4R7，1%，1mostitKMhLED燈R的電EE、電流、功率等參數(shù)的測(cè)W與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
四、結(jié)束語
本文提出芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)字化的LED隧道照明系統(tǒng)，W有驅(qū)動(dòng)芯片化、模組一體化、數(shù)字智慧化、性能指標(biāo)高等優(yōu)點(diǎn)，大幅提升了隧道LED照明的可靠性、節(jié)能水平和智能化程度。本系統(tǒng)應(yīng)用我國(guó)自主研發(fā)的專用芯片實(shí)現(xiàn)了隧道照明系統(tǒng)的數(shù)字化控制與單管理，采用負(fù)邏輯的調(diào)光功能，有效避免了調(diào)光器失效造成LED燈具不亮的問題，實(shí)現(xiàn)了燈具電壓、電流、功率等參數(shù)的測(cè)量，從而準(zhǔn)確獲得每個(gè)燈具的實(shí)際工作狀態(tài)，該系統(tǒng)在?清隧道照明中得到了實(shí)際的應(yīng)用。在未來，該驅(qū)動(dòng)芯片將以其優(yōu)異性能，橫向擴(kuò)展到路燈、工業(yè)照明等更廣闊的應(yīng)用。——論文作者：楊志勇、尹仕健2，李丹雄1
