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[導讀]LED燈具的應用越來越廣泛,但是其傳統(tǒng)驅動電源的壽命遠遠低于LED光源的壽命,壽命不長的驅動電源可能會毀掉LED產(chǎn)業(yè),LED燈具的優(yōu)勢也將無法實現(xiàn)。來自杭州中恒派威電源有限公司的朱益波先生在驅動、電源與控制技術分

LED燈具的應用越來越廣泛,但是其傳統(tǒng)驅動電源的壽命遠遠低于LED光源的壽命,壽命不長的驅動電源可能會毀掉LED產(chǎn)業(yè),LED燈具的優(yōu)勢也將無法實現(xiàn)。來自杭州中恒派威電源有限公司的朱益波先生在驅動、電源與控制技術分會上介紹了一種由高壓直流供電LED照明系統(tǒng)。

為了便于將普通照明燈具更換為LED燈具,目前世界各國在每盞LED燈具中都裝有獨立的開關型驅動電源。LED光源的理論壽命可達10萬小時,實際使用壽命也超過7萬小時,但是目前給LED提供恒流驅動的開關電源中,光耦、電解電容等的實際壽命遠遠小于1萬小時,而且開關電源結構復雜,因此在LED照明系統(tǒng)中(尤其是在路燈、隧道等環(huán)境較惡劣的場合),經(jīng)常發(fā)生因驅動電源出現(xiàn)故障而產(chǎn)生中斷照明的現(xiàn)象,這樣不但影響了LED照明系統(tǒng)的可靠性,還大大增加了維護成本。

近年來,在通信、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中,為了確保電源不中斷,供電系統(tǒng)通常采用HVDC N+1冗余技術。將該方案應用于LED照明系統(tǒng),可以確保LED燈具可靠供電,由于采用多模塊并聯(lián)集中供電方案,在每個隧道、礦井、地鐵站等安裝一套電源裝置,給所有燈具提供穩(wěn)定的直流電壓,在每盞燈具內(nèi)只需安裝恒流電路。解決了傳統(tǒng)LED驅動電源中電路復雜,元器件多,效率低,可靠性低等問題。該電源裝置采用N+1多電源模塊并聯(lián),若某個電源模塊發(fā)生故障,其他N只模塊可保證正常供電。更換故障模塊,不影響系統(tǒng)工作。由于供給的直流電壓非常穩(wěn)定,每盞燈具內(nèi)的恒流源均工作在最佳狀態(tài),功耗很小,可靠性非常高。

在某些重要場合,比如地鐵站、地下商場、機場、隧道等,該系統(tǒng)只需加裝蓄電池組,即可完成不中斷照明功能,不再需要安裝價格昂貴的應急照明電源(EPS),從而大大降低照明系統(tǒng)的成本。

在這個直流供電系統(tǒng)中,根據(jù)傳輸距離,為了實現(xiàn)LED最佳工作并降低線路損耗,電源裝置的輸出直流電壓分別為48V、110V、240V和336V,根據(jù)用戶的實際要求,上述電壓還可在很寬范圍內(nèi)調(diào)整。

LED照明集中供電裝置由交流配電裝置、整流器模塊、直流配電裝置及監(jiān)控器等部分組成。數(shù)字化整流模塊由輸入EMC、有源PFC、DCDC軟開關高頻變換器、輸出濾波電路組成。整流模塊還具有輸入過壓、欠壓、輸出過壓、限流和短路保護以及散熱器過熱保護等功能,確保照明電源裝置可靠工作。

HVDC集中供電的LED照明系統(tǒng)具有以下幾方面的優(yōu)勢:第一,高可靠性:HVDC直流母線采用N+X冗余供電,采用熱插拔技術,即使有模塊出現(xiàn)故障,也可以保證不間斷供電,提高了系統(tǒng)供電的可靠性;燈具上只有DC-DC恒流驅動,與傳統(tǒng)的驅動電源相比少了一級AC-DC;燈具上恒流驅動可靠性高、壽命長。第二,高效率:傳統(tǒng)的驅動電源效率在90%左右,HVDC整流模塊效率大于95%;HVDC監(jiān)控可以實現(xiàn)N+X冗余模塊的休眠功能,可以保證在各種負載條件下都保持很高的效率。第三,低成本:高效率高功率因數(shù)減少了交流電網(wǎng)的運營費用;熱備份、高可靠性減少了設備的日常維護費用;驅動電源更長壽命使燈的使用成本更低。

總之,HVDC集中供電照明系統(tǒng)最大的優(yōu)點是LED燈具可以做得很簡單,從結構上容易做到互換,保證很好的可維護性,同時具有成本低,高可靠性和長壽命的優(yōu)點。

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