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浅谈 LED景观照明中驱动电源的常见问题

随着社会经济的发展及人们的生活质量提高,人们对城市环境也提出越来越高的要求,城市景观照明作为一个城市发展的标志也越来越受人们的关注。景观照明是公共照明体系的重要组成部分,好的公共照明体系有助于形成积极的城市形象,不仅美化了城市环境,也体现了城市经济实力和现代化水平。

LED 照明经过多年应用的技术积累,现在已经基本成熟,在照明行业早已大规模的应用,已经步入了高速发展期。LED 景观照明也可以说是一种艺术,是城市的历史底蕴的一种艺术体现方式,点亮艺术,就需要可靠的电气保障,选用符合国家相关法规与标准的 LED 驱动电源,但在实际的应用中尚存在一些问题,如在 LED 驱动电源方面的要求包括高效率、高功率因子、高电流控制精度、高可靠性、安全隔离、符合 EMI 标准、体积小、成本低等,主要表现如下:

一、景观照明系统安全性问题

以人为本,在景观照明场所,应把人身安全作为第一要素,选用的驱动电源必须符合相应的安全标准,在安装施工的过程中,必须严格按照生产厂家的使用说明书,以及相关的操作指引进行规范的操作与施工;当照明线路及 LED 驱动电源发生电气故障时,为防止人身电击、电气线路损坏和电气火灾,应设短路保护、过负载保护及接地保护,用以切断供电电源或发出报警信号。为达到此目的,一般采用熔断器、断路器和剩余电流保护器进行保护。

选用相应的 LED 驱动电源是要注意以下几个方面:

⑴ 、尽量选用具有电气隔离的 LED 驱动电源。

⑵ 、LED 驱动电源的带电部分与接地端的绝缘电阻大于 2MΩ。

⑶、 LED 驱动电源的金属外壳部分必须可靠接地,且有明显的标识。

二、LED驱动电源防水失效问题

在户外 LED 景观照明的应用中,要特别注意防水的问题,因为水分的渗透可能引起 LED 驱动电源的短路而损坏。为了严谨做好防水,厂家会使用各种防水部件,无论是外壳的设计还是内部的灌封,一般都会严格按照 IP65 甚至 IP67 的等级要求去做,但是在实际使用中仍然有部分的 LED 驱动电源出现因防水而损坏的现象,其原因如下:

⑴、在景观照明施工现场的施工人员没有经过专业的培训,在安装 LED 驱动电源的时候没有按照说明书的要求操作,出现安装的角度,位置,环境,接线,密封等问题,最终导致使用过程中出现防水问题。

⑵、选用不符合防水等级要求的劣质 LED 驱动电源,此类劣质 LED 驱动电源的外壳材料粗糙,装配不规整导致缝隙进水,电源内部采用防水性能差的灌封胶,有的出现内部灌半胶甚至不灌胶,导致不能有效的防止 PCB 上的元器件与水接触而损坏。

⑶、没有按照产品的限制使用条件使用,使用的环境超出产品的防护等级,导致最终产品在使用过程中出现陆续损坏。


三、LED驱动电源雷击浪涌失效问题

雷击是一种常见的自然现象,特别是在雨季尤为常见。据统计其所带来的危害和损失全球每年以数千亿美元来计。雷击分为直接雷击和间接雷击,间接雷击主要包括传导雷击和感应雷击。由于直接雷所带来的能量冲击非常大,破坏力极强,一般电源是无法承受的。所以我们常说的防雷主要是对间接雷击的防护。

雷击所形成的浪涌冲击是一种瞬态波,是一种持续时间为微妙级的瞬变干扰,可以是浪涌电压也可以是浪涌电流。沿着电源线或其它路径(传导雷)或通过电磁场(感应雷)而传送至电源线路。其波形特征是先快速上升然后慢慢下降。这种现象会对电源产生致命的影响,防雷设计对户外 LED 电源来说是必须要考量的。

LED 驱动电源根据相关的国际标准 IEC61000-4-5,输入端口须满足此标准的规定:能承受线与线间 2KV、线与地间 4KV(即差模 2KV、共模 4KV 的标准)的浪涌冲击。同时对 LED 灯具交流电源端口同样有此要求。为了解决这一矛盾,提升产品的可靠性,很多的 LED 户外灯具往往是通过提高 LED 驱动电源的内部防雷等级,或者增加一个独立的浪涌抑制器来解决。

此外,在 LED 驱动电源的正确安装和使用方面也有一些事项值的注意。如电源必须可靠接地,以保证冲击能量有固定路径可泄放;采用专用线路为 LED 户外驱动电源供电,避免周边有大型的机电设备,以避免在机电设备启动或关闭时产生浪涌冲击;合理控制每条支路上灯具(或电源)的负载总量,避免因负载太大开机瞬间产生浪涌冲击;合理配置闸刀,开或关须逐级进行。这些都可有效地避免带来操作浪涌冲击,从而使得 LED 驱动电源能更可靠的工作。


四、LED灯闪问题

首先,确认灯具 LED 的串并数需要的驱动电压与电流,是否在 LED 驱动电源输出参数的标称范围内,如果超出标称范围可能会引起灯闪问题。

其次,确认整个照明回路中的布线压降范围,也就是说测量距离 LED 驱动电源最远的灯珠串的实际电压,再加上布线的压降要在 LED 驱动电源的最高输出电压范围内,如果超出 LED 驱动电源的最高输出电压则会引起灯闪。

再次,确认 LED 驱动电源的工作环境十分符合其说明书的要求,如输入交流电压的范围,过高或者过低的输入电压会触发 LED 驱动电源的欠压与过压保护;工作的环境温度已经散热的环境,工作环境温度过高或者散热环境不理想,如密闭,空气不流通等散热环境都有可能触发 LED 驱动电源的过热保护电路,从而引起灯闪。

最后,确认控制系统或者调光系统与 LED 驱动电源是否匹配,不同的控制系统或者调光系统对 LED 驱动电源有不同的要求,主要是注意控制端口的协议要相符合,调光端口的电压幅值,频率,接口的符合性。


五、LED驱动电源与控制系统匹配性问题

LED 景观照明智能控制系统是为了满足日益增多的城市景观照明的需求和“绿色照明工程”的要求而设计的新型控制系统。它包括PC机接口、主控制器、若干驱动器、连接这些模块的双芯总线以及用于景观功能和参数 设置的专用管理软件。

景观灯控制系统具备无线遥控、遥测、遥信等三遥的功能,采用数字化、智能化、模块化的数据采集终端,与上位机之间采用无线网络连接,总控制室配有集中监控系统,管理人员通过手机和地图界面控制和管理整个城市的景观灯、照明亮化集中控制系统,同时也具有现场手动控制功能。故 LED 驱动电源与控制系统匹配性要注意以下几个问题:

⑴ 、LED 驱动电源与控制系统的接口与通讯协议需要匹配。

⑵ 、LED 驱动电源与控制系统的安规问题需要符合相关的标准与规定。

⑶ 、LED 驱动电源与控制系统安装需要符合其使用环境条件的要求。

⑷ 、系统的防盗问题。


六、LED驱动电源寿命问题

LED 驱动电源的寿命很大程度上影响着 LED 灯具的寿命,因此选用符合寿命要求的 LED 驱动电源,就成为了提升照明系统寿命的关键。

对于 LED 驱动电源本身的寿命来说,影响其寿命的性能主要包括三个方面:即环境特性,部件特性和电力特性,具体表现在如下几个方面:

⑴、实际应用环境的影响:高湿环境、高温环境、多尘环境、强磁环境、震动环境都会对 LED 驱动电源的最终寿命产生影响。

⑵、LED 灯具温度环境的影响:灯具内温小于 65 度、灯具外壳小于 75 度、电源温度小于 60 度是基本要求。因为不仅电源本身会发热,灯具也会发热,这两种热源如何合理的散发出去是灯具设计工程师必须考虑的问题,一定要防止热量的过度集中,形成热岛效应,影响电源寿命。

⑶供电电网的影响:不稳定电网的电压输入会对 LED 电源的部件造成冲击,从而影响 LED 驱动的使用寿命脉。

⑷ 绝缘和安装的影响:产品的正确安装和良好的绝缘会增强 LED 电源的生命力。

⑸电解电容的影响:当电解电容内部温度变高之后,电解电容器的封口部位会漏出气化的电解液,这种现象会随着温度的升高而加速,一般认为温度每上升 10℃,泄漏速度会提高至 2 倍,也就是说其寿命也会缩短 2 倍。因此可以说电解电容器决定了 LED驱动电源的寿命。

⑹开关次数的影响:LED 驱动电源内部设有电容器输入型的整流回路,在通入电源时,会产生浪涌电流,此浪涌电流会对电源内部的器件产生冲击,从而影响 LED 驱动电源的使用寿命。

总之,现代城市的美丽夜景,依赖着户外的 LED 景观照明来衬托,体现着城市的文化品位,它需要科学地统筹、精巧地策划和完美设计,以达到人与环境的和谐。同时必须重视在应用过程中控制系统与 LED 驱动电源出现的种种问题,提高其可靠性,使之可以为城市的夜晚带来一道亮丽的风景,因为景观照明被赋予很多积极的寓意,流光溢彩、五彩纷呈间,不仅透露着城镇生机勃发、积极进取的精神,更是象征着对国泰民安、盛世繁华的美好心愿。


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