ข้อกำหนดการออกแบบสำหรับไฟถนน LED

1. คุณสมบัติที่ใหญ่ที่สุดของ LED สำหรับการส่องสว่างคือมีหน้าที่ในการปล่อยแสงตามทิศทาง เนื่องจากไฟ LED กำลังเกือบทั้งหมดติดตั้งตัวสะท้อนแสง และประสิทธิภาพของตัวสะท้อนแสงดังกล่าวจะสูงกว่าประสิทธิภาพของตัวสะท้อนแสงของหลอดไฟอย่างมาก นอกจากนี้ ประสิทธิภาพของตัวสะท้อนแสง LED ยังรวมอยู่ในการตรวจจับประสิทธิภาพแสงของ LED อีกด้วย โคมไฟถนนที่ใช้ LED ควรใช้ลักษณะของการปล่อยทิศทาง LED ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้ LED แต่ละตัวในไฟถนนยิงแสงโดยตรงไปยังแต่ละพื้นที่ของถนนที่มีแสงสว่าง จากนั้นใช้การกระจายแสงเสริมของตัวสะท้อนแสงหลอดไฟเพื่อให้บรรลุ การกระจายแสงของไฟถนนที่ครอบคลุมสมเหตุสมผลมาก กล่าวได้ว่าโคมไฟถนนควรเป็นไปตามข้อกำหนดการส่องสว่างและความสม่ำเสมอในการส่องสว่างของมาตรฐาน CJJ45-2006 และ CIE31 และ CIE115 อย่างแท้จริง และหลอดไฟควรมีฟังก์ชันการกระจายแสงสามแบบเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้น และไฟ LED ที่มีตัวสะท้อนแสงและมีมุมเอาท์พุตลำแสงที่เหมาะสมก็มีฟังก์ชันการกระจายแสงหลักที่ดี ในหลอดไฟ ตำแหน่งการติดตั้งของ LED แต่ละตัวและทิศทางของแสงที่ปล่อยออกมาสามารถออกแบบได้ตามความสูงของโคมไฟถนนและความกว้างของพื้นผิวถนน ซึ่งสามารถบรรลุฟังก์ชันการกระจายแสงรองที่ดี แผ่นสะท้อนแสงในหลอดไฟดังกล่าวใช้เป็นเพียงอุปกรณ์ช่วยในการกระจายแสงในระดับอุดมศึกษาเท่านั้น เพื่อให้มั่นใจว่าการส่องสว่างบนถนนจะสม่ำเสมอยิ่งขึ้น

ในการออกแบบโคมไฟถนนจริง สามารถนำมาใช้ภายใต้สมมติฐานของการตั้งค่าทิศทางการปล่อย LED แต่ละดวงโดยทั่วไป แต่ละ LED ที่มีข้อต่อสากลทรงกลมคงที่บนโคมไฟ เมื่อใช้หลอดไฟในความสูงและความกว้างของการฉายรังสีที่แตกต่างกัน โดยการปรับ ข้อต่อสากลทรงกลมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจสำหรับทิศทางการฉายรังสี LED แต่ละทิศทาง เมื่อพิจารณากำลังและมุมเอาต์พุตของลำแสงของ LED แต่ละดวง สามารถคำนวณกำลังของ LED แต่ละตัวได้ตาม E(lx)=I(cd)/D(m)2 (กฎกำลังสองผกผันของความเข้มของแสงและความส่องสว่าง ระยะห่าง) และค่าเอาท์พุตแสงของ LED แต่ละตัวสามารถปรับได้ตามค่าที่คาดหวังโดยการปรับกำลังไฟของ LED แต่ละตัวและกำลังไฟเอาท์พุตที่แตกต่างกันของวงจรขับ LED ให้กับ LED แต่ละตัว วิธีการปรับเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะสำหรับโคมไฟถนนที่ใช้แหล่งกำเนิดแสง LED และการใช้คุณลักษณะเหล่านี้อย่างเต็มที่สามารถลดความหนาแน่นของพลังงานแสงภายใต้สถานที่ตั้งเพื่อให้แสงสว่างและความสม่ำเสมอของแสงของพื้นผิวถนน และบรรลุวัตถุประสงค์ของการประหยัดพลังงาน

2 ระบบไฟถนน LED ยังแตกต่างจากแหล่งกำเนิดแสงแบบเดิม LED ความต้องการพิเศษของไดรฟ์กระแสไฟคงที่คือเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานปกติของรากฐานที่สำคัญ โครงการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแบบง่ายมักจะทำให้อุปกรณ์ LED เสียหาย วิธีทำให้กลุ่มไฟ LED บีบอัดกันแน่นปลอดภัยก็เป็นเครื่องบ่งชี้ในการตรวจสอบไฟถนน LED ได้เช่นกัน ข้อกำหนดของ LED สำหรับวงจรขับเคลื่อนคือเพื่อให้แน่ใจว่าลักษณะของเอาต์พุตกระแสคงที่ เนื่องจากพื้นที่การเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของแรงดันไฟฟ้าของจุดเชื่อมต่อเมื่อ LED ทำงานในทิศทางไปข้างหน้ามีขนาดเล็กมาก ดังนั้นจึงรับประกันกระแสไฟ LED ที่คงที่และโดยทั่วไป ช่วยให้มั่นใจได้ถึงกำลังเอาต์พุตคงที่ของ LED สำหรับสถานการณ์ปัจจุบันของแหล่งจ่ายไฟที่ไม่เสถียรในประเทศจีน วงจรขับเคลื่อนของไฟถนน LED จำเป็นต้องมีลักษณะเอาต์พุตกระแสคงที่ ซึ่งสามารถรับประกันเอาต์พุตแสงคงที่ และป้องกันการทำงานของไฟเกินกำลังของ LED

เพื่อให้วงจรไดรเวอร์ LED นำเสนอคุณลักษณะกระแสคงที่ อิมพีแดนซ์ภายในเอาต์พุตจะต้องสูงเมื่อมองด้านในจากเอาต์พุตของวงจรขับเคลื่อน เมื่อทำงาน กระแสโหลดยังผ่านอิมพีแดนซ์ภายในเอาต์พุตนี้ หากวงจรไดรฟ์ประกอบด้วยบั๊ก การกรองวงจรเรียงกระแสตามด้วยวงจรแหล่งจ่ายกระแสคงที่ DC หรือวงจรจ่ายไฟสวิตชิ่งทั่วไปบวกกับวงจรต้านทาน จะต้องใช้งานจำนวนมากด้วย พลังงาน ดังนั้นวงจรไดรฟ์ทั้งสองประเภทนี้ในพื้นฐานจึงตรงตามข้อกำหนดเอาต์พุตกระแสคงที่ ประสิทธิภาพจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะสูง รูปแบบการออกแบบที่ถูกต้องคือการใช้วงจรสวิตชิ่งอิเล็กทรอนิกส์แบบแอคทีฟหรือใช้กระแสความถี่สูงในการขับเคลื่อน LED และสองรูปแบบข้างต้นสามารถทำให้วงจรขับเคลื่อนยังคงมีประสิทธิภาพการแปลงสูงในขณะที่ยังคงลักษณะเอาต์พุตกระแสคงที่ที่ดี
โดยทั่วไปแล้วโคมไฟถนนของจีนจะใช้แหล่งกำเนิดแสง HID พร้อมทริกเกอร์และโหมดบัลลาสต์แบบเหนี่ยวนำ แม้ว่าโหมดนี้จะมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำและปัญหาไฟแฟลชก็ตาม สิ่งสำคัญของหลอดไฟ LED ที่ใช้วงจรขับเคลื่อนอิเล็กทรอนิกส์ที่คุกคามความเป็นพลาสติกเมื่อใช้ในไฟสนามคือปัญหาการเหนี่ยวนำฟ้าผ่า

ดังที่เราทุกคนทราบกันดีว่าฟ้าผ่าในอากาศจะปล่อยคลื่นวิทยุออกมาเป็นวงกว้าง และสายจ่ายไฟของโคมไฟถนนเหนือศีรษะก็ได้รับการตอบรับแบบไร้สายอย่างดี คลื่นวิทยุที่ปล่อยออกมาจากฟ้าผ่าเดียวกันที่ได้รับจากสายไฟทั้งสองนั้นเป็นสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไปสำหรับวงจรขับเคลื่อน ซึ่งสามารถเข้าถึงแรงดันไฟฟ้าหลายร้อยโวลต์ถึงหลายพันโวลต์ลงสู่พื้น และง่ายต่อการทะลุผ่านความจุกราวด์ของ EMC ในวงจรขับเคลื่อนหรือระยะห่างเล็กน้อยถึงพื้น (ถึงเปลือก) ทำให้วงจรขับเคลื่อนเสียหาย

นอกจากนี้ เนื่องจากสายจ่ายไฟของจีนเป็นแบบสามเฟสสี่สายสายกลางที่มีสายกราวด์ ดังนั้นในสายจ่ายไฟเหนือศีรษะสองสายในแต่ละส่วน ในช่วงเวลาของการตรวจจับคลื่นวิทยุฟ้าผ่า เนื่องจากอิมพีแดนซ์ทันที ของสายไฟทั้งสองเส้นที่ลงกราวด์นั้นแตกต่างกัน เพื่อให้สายไฟทั้งสองเส้นสร้างแรงดันไฟฟ้ารบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียล แรงดันไฟฟ้ารบกวนโหมดความแตกต่างทันทีนี้ยังสามารถเข้าถึงหลายร้อยโวลต์ถึงมากกว่า 3,000 โวลต์ แรงดันไฟฟ้านี้มักจะพังลง ไดโอดเรียงกระแสกำลังของวงจรขับเคลื่อนและช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้าขั้วต่างๆ บนแผงวงจรพิมพ์ ตัวควบคุม LED อาจทำให้วงจรขับเคลื่อนเสียหายได้เช่นกัน

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จะต้องเชื่อมต่อวาริสเตอร์ที่ตอบสนองเร็วเข้ากับอินพุตของวงจรขับเคลื่อน LED เพื่อให้แน่ใจว่ามีการรบกวนในโหมดดิฟเฟอเรนเชียล เนื่องจากการรบกวนของฟ้าผ่าเกิดขึ้นซ้ำหลายครั้ง เมื่อแรงดันไฟฟ้ารบกวนสูง วาริสเตอร์จะทำและปล่อยกระแสทันทีอาจมีขนาดใหญ่ ดังนั้นวาริสเตอร์ที่ใช้ไม่เพียงแต่มีความสามารถในการตอบสนองที่รวดเร็วเท่านั้น แต่ยังมีความสามารถในการดำเนินการในทันทีด้วย ปล่อยประจุได้หลายสิบแอมแปร์โดยไม่มีความเสียหาย นอกเหนือจากการใช้วาริสเตอร์แล้ว ควรรวมปลายอินพุตของวงจรขับเคลื่อน LED เข้ากับการป้องกันสัญญาณรบกวนที่ดำเนินการ (EMI) และเครือข่าย LC แบบคอมโพสิตได้รับการออกแบบเพื่อให้เครือข่าย LC เหล่านี้ไม่เพียงแต่สามารถขัดขวางการรั่วไหลของ EMI ภายในไปยังโครงข่ายไฟฟ้า แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการปราบปรามสัญญาณรบกวนของฟ้าผ่า

นอกจากนี้ ระยะห่างระหว่างแต่ละจุดถึงพื้นของวงจรขับ LED ควรเก็บไว้สูงกว่า 7 มม. และความจุกราวด์ของการป้องกัน EMI และความแข็งแรงของฉนวนกราวด์ของวงจรขับเคลื่อนควรเป็นไปตามข้อกำหนดของฉนวนเสริม (4V {{2 }}V) เพื่อให้วงจรขับ LED มีความต้านทานที่ดีต่อโหมดดิฟเฟอเรนเชียลและการเหนี่ยวนำฟ้าผ่าในโหมดทั่วไป