LED照明的节能控制技术[2]

　　2.1.2 2 线式

　　这是能用于白炽灯泡调光器的形式。也是在对LED灯的控制中使用的方式。白炽灯泡用调光器的典型电路结构示于图6。从白炽灯泡调光器输入的电压波形示于图7。在工频电源与灯之间，插入开关元件的双向晶闸管。藉调光旋钮或滑动键，设定控制回路内的定时值，由此，改变双向开关元件接通的定时。与图7所示的电源波形对应，利用集成电路IC控制LED的电流值。因电源电压小，电源的供给困难，故以电源电压平均值小、LED的电流也小的方式进行控制。在电源电压完全为零之前就关灯。

　　图5 低电流区的LEDVr-I，特性

　　图6 2线式藉振幅控制调光

　　图7 输入的电压波形与灯泡的亮度

　　为了与臼炽灯泡用调光器组合，除电流控制以外，还要下一番功夫。由电子电路构成的LED灯泡(图8)，不仅比白炽灯泡的输入电流小，而且有不流过输人电流的时间，故调光器控制电路的操作与白炽灯的场合有很大差别。LED灯泡的输入电流在未流通期间，仍有微小的电流存在，故在LED点灯回路内的端子间设-虚拟阻抗。因输入电流流通期间不需要这一虚拟阻抗，故通过集成电路控制阻抗的接通与否，因而降低其功率损耗。

　　图8 调光用LED灯泡(断面)

　　2.2 脉宽调制(PWM)

　　PWM的波形示于图9，与来自外部的调光信号同步，进行着LED电流的通/断操作。PWM方式具有亮度变化但色温难以改变的这一优点，也有点灯频率低产生闪烁的这一缺点。此外，摄像机操作中也产生闪烁，为了抑制这种闪烁现象，考虑采用摄像机的摄像频率与点灯频率同期的方法。但在电视演播厅那样的环境下，摄像机和照明灯具很多，难于采用同期方法。因此，用比摄像频率高得多的频率，对这种情况下的PWM方法进行了研讨。在电视演播厅所摄影的图像中，抑制闪烁的效果已得到确认。

　　图9 脉宽调制中的调光信号与LED电流

　　3 自然能源的照明系统

　　利用太阳电池模块与风力发电机组合(风光互补)的自然能源照明系统，这是由蓄电池，控制蓄电池充/放电的充电控制器，控制螺旋式风轮叶片及其旋转的风电控制器，以及LED照明灯具等组成的。

　　太阳电池模块与风力发电机、蓄电池等组合而成的LED照明系统，与使用工频电源(市电)的街灯、路灯相比，不仅勿需敷设电线及开关、配电等设备，而且不消耗电网的电力，减少CO2的排放。通过发电容量与蓄电池容量的有效组合，即使在阴天和雨天，5天内仍能保持夜间7-14 h的点灯时间。

　　在太阳电池模块与蓄电池组合的系统中，一般使用铅酸蓄电池。因LED照明灯具能长时期使用，而铅酸蓄电池有维护期间短这一缺点，因此，利用鲤离子电池的普及是方向，但要考虑使其低成本化。对蓄电池类型的选用正在进行探讨。此外，开发更高效率的LED照明灯具，对有关抑制蓄电池容量而提高性能方面也进行了研讨。

　　4 小结

　　为了促进从原来光源向LED照明的更换，在抑制成本的同时，提高系统的效率很重要。一方面提高LED的效率，另一方面还要优化电源电路的效率。今后，不仅是单体的照明灯具，作为照明系统，还要致力于进一步实现节能减排。

编辑：Cedar