LED-tänavavalgustite projekteerimisnõuded

1. Valgusdioodide suurim eripära on suunatud valgusemissiooni funktsioon, sest peaaegu kõik toitelaternad on varustatud helkuritega ja selliste helkurite efektiivsus on oluliselt suurem kui lampidel. Lisaks on LED-i valgustõhususe tuvastamisel lisatud isepeegeldi efektiivsus. LED-e kasutavatel teevalgustitel tuleks võimalikult palju ära kasutada LED-ide heitkoguste suunaomadusi, nii et iga teevalgustites olev LED laseb valguse otse valgustatud tee igale alale ja seejärel kasutab valgusti lisavalgusjaotust helkur, et saavutada väga mõistlik ja ulatuslik valgustuse jaotus laternates. Tuleb öelda, et maanteelaternad peavad tõepoolest vastama standardite CJJ45-2006 ning CIE31 ja CIE115 valgustustiheduse ja ühtlikkuse nõuetele ning valgusti kolmekordse valguse jaotuse funktsiooni saab paremini realiseerida. Ja reflektoriga ja mõistliku kiirgusnurgaga LED-il on iseenesest hea primaarse valguse jaotuse funktsioon. Valgusti hea sekundaarse valgusjaotuse funktsiooni saavutamiseks saab iga valgusdioodi paigaldusasendi ja kiirgussuuna kujundada vastavalt teevalgusti kõrgusele ja teekatte laiusele. Selliste laternate helkurit kasutatakse ainult kolmekordse valgusjaotuse meetodina, et tagada tee valgustuse ühtlasem ühtlus.

Tegelike teevalgustusseadmete kujundamisel saab iga LED-i kinnitada kerakujulise universaallülitiga kinnitusele eeldusel, et põhimõtteliselt määratakse iga LED-i valgustuse suund. Kui valgustit kasutatakse erinevates kõrgustes ja valgustuslaiustes, saab sfäärilist kardaani reguleerida nii, et iga LED-i valgustussuund jõuaks rahuldava tulemuseni. Iga LED-i võimsuse ja valgusvihu väljundnurga määramisel vastavalt E (lx)=I (cd) / D (m) 2 (valgustugevuse ja valgustatuse kauguse pöördnurkseadusele) saab arvutada iga LED-i põhivaliku võimsus, mis peaks olema valgusvihu väljundnurgal, ja iga LED-i valgusvõimsus võib jõuda eeldatava väärtuseni, reguleerides iga LED-i võimsust ja LED-ajami ahela erinevat väljundvõimsust iga LED-i jaoks. Need reguleerimismeetodid on omased LED-valgusallikaid kasutavatele laternatele ja nende omaduste täielik kasutamine võib vähendada valgustuse võimsustihedust eeldusel, et saavutatakse teekatte valgustustihedus ja ühtlus, ning saavutada energiasäästu eesmärk.

2. LED-tänavavalgustite toitesüsteem erineb ka traditsioonilistest valgusallikatest. LED-idele vajalik pidev vooluajamisvõimsus on selle normaalse töö tagamiseks nurgakivi. Lihtsad lülitatavad toiteallikad toovad sageli LED-seadmetele kahju. LED-tänavate valgustuse uurimise indikaator on ka see, kuidas LED-rühm tihedalt kokku pakkida. Ajami vooluahela LED-i nõue on tagada püsiva voolu väljundi omadused. Kuna ristmiku pinge on LED-i edasisuunas töötamisel suhteliselt väike, on LED-i pidev ajamivool tagatud põhimõtteliselt LED-i pideva väljundvõimsusega. Minu riigis ebastabiilse toiteallika pinge praeguse olukorra jaoks on väga vajalik, et teelaterna LED-i juhtimisahelal oleks püsiv voolutugevuse karakteristik, mis võib tagada pideva valguse väljundi ja takistada LED-i üle jõu käimist.

Selleks, et LED-ajamahelal oleksid pidevad vooluomadused, peab ajami vooluahela väljundotsast sissepoole vaadates olema selle väljundi sisemine impedants kõrge. Töötades läbib koormusvool ka selle väljundi sisemise takistuse. Kui ajamilülitus koosneb alandamisest, alaldamisest ja filtreerimisest pluss alalisvoolu konstantse vooluallika vooluringist või üldisest lülitusallikast pluss takistusahel, peab see tarbima ka palju aktiivvõimsust. Seetõttu pole nende kahe tüüpi ajamite ahelate efektiivsus tõenäoliselt püsiva voolu väljundi rahuldamise eeldusel tõenäoliselt kõrge. Õige disainiskeem on LED-ide juhtimiseks kasutada aktiivseid elektroonilisi lülitusahelaid või kõrgsageduslikke voolusid. Kahe ülaltoodud skeemi kasutamine võib muuta ajamiahela endiselt kõrge muundamise efektiivsusega, säilitades samal ajal head püsivoolu väljundi omadused.

Meie riigi teedelaternad võtavad põhimõtteliselt kasutusele režiimi HID valgusallikas pluss päästik ja induktiivne liiteseadis, ehkki sellel režiimil on probleeme madala energiatõhususega ja stroboskoopiliselt. Kui välivalgustuse olukordades kasutatakse elektrooniliste ajamilülitustega LED-lampe, on nende plastilisust ohustav oluline aspekt välgu induktsiooniprobleem.

Nagu me kõik teame, kiirgab taevas välk laia spektriga raadiolainet, samas kui õhuliinide toiteliinid on traadita hästi vastu võetud. Kahe elektriliini poolt vastu võetud sama välgu kiiratud raadiolained on ajami vooluahela ühismoodilised häiresignaalid. See tavalise režiimi häire võib maapinnani jõuda sadade ja tuhandete voltideni ning ajami ahelas on seda lihtne lagundada. EMC maandamisvõimsus või väike elektriline vahe maapinnaga (kestani) võib kahjustada ajami ahelat.

Lisaks sellele, kuna minu kodumaal on toiteallikaks kolmefaasiline neljajuhtmeline neutraalliiniga maandatud polaartoiteallikas, on kahe õhuliini toiteliini igas lõigus hetkel, mil tekivad välguraadio lained, toiteliinid on ühendatud maapinnaga. Hetke impedants on erinev ja kahe toiteallika vahel tekib diferentsiaalrežiimi interferentspinge. See hetkeline diferentsiaalrežiimi häirepinge võib ulatuda ka sadade voltide ja üle 3000 voltini. See pinge lagundab sageli toitealaldi dioodi ja ajami ahela trükitud vooluringi. Trükkplaadil erineva polaarsusega elektroodide vahelise elektrilise lõhe kontrollimiseks kahjustab LED-kontroller ka ajami ahelat.

Selle probleemi lahendamiseks tuleb LED-ajami ahela sisendotsaga ühendada kiire reageerimisega varistor, et tagada diferentsiaalrežiimi häirete tühjenemine. Kuna välgu induktiivset interferentsi korratakse mitu korda, siis kui interferentsi pinge on kõrge, võib varistori hetkeline juhtivus- ja tühjendusvool olla suur. Seetõttu ei tohiks kasutatav varistor omada mitte ainult kiiret reageerimisvõimet, vaid ka hetkelist juhtivust. Kümnete amprite tühjendusvõime pole kahjustatud. Lisaks varistoride kasutamisele peaks LED-ajamahela sisendots olema ühendatud ka juhitud häirete (EMI) kaitsega ning liitkomponent-LC-võrk tuleks projekteerida nii, et need LC-võrgud saaksid takistada ainult sisemise EMI lekkimist ruudustik, aga ka välgu häiresignaalil on ilmne pärssiv toime.

Lisaks tuleks elektriline vahe LED-ajamahelate iga punkti ja maapinna vahel hoida üle 7 mm. EMI-kaitse maandamismahtuvus ja ajami vooluahela dielektriline tugevus maapinnale peaksid vastama tugevdatud isolatsiooni (4V+2750V) nõuetele, mis võib muuta LED-i ajamiahelaks on hea vastupidavus diferentsiaalrežiimile ja ühismooduses välgu induktsioonile.