Designanforderungen für LED-Straßenlaternen
1. Gerichtete Lichtemission
LEDs, die in der Straßenbeleuchtung verwendet werden, bieten den Vorteil der gerichteten Lichtausstrahlung, die durch integrierte Reflektoren verstärkt wird, die effizienter sind als herkömmliche Lampenreflektoren. Die Effizienz dieser Reflektoren wird in die Lichteffektmessung der LED einbezogen. Straßenleuchten sollten die Richtungsstrahlung der LEDs voll ausnutzen, um sicherzustellen, dass jede LED bestimmte Straßenbereiche anspricht. Die Reflektoren der Leuchten können dann dazu beitragen, eine umfassende Lichtverteilung zu erreichen und die Beleuchtungs- und Uniformitätsstandards von CJJ45-2006, CIE31 und CIE115 zu erfüllen.
Die Installationsposition und Emissionsrichtung jeder LED sollten anhand der Höhe der Straßenlaterne und der Breite der Straße gestaltet werden, um eine optimale Sekundärlichtverteilung zu erreichen. Reflektoren in diesen Leuchten dienen als Hilfselemente, um eine einheitliche Straßenbeleuchtung zu gewährleisten. Verstellbare kugelförmige Universalgelenke können verwendet werden, um die Beleuchtungsrichtung jeder LED einzustellen, was Anpassungen nach unterschiedlichen Höhen und Beleuchtungsbreiten ermöglicht.
Mit dem inversen QuadratgesetzE(lx)=I(cd)D(m)2E(lx) = \frac{I(cd)}{D(m)^2}, der Leistungs- und Strahlausgangswinkel für jede LED kann bestimmt werden. Die Anpassung der Leistung jeder LED über die Antriebsschaltung kann die gewünschte Lichtleistung erreichen, wodurch die Lichtdichte reduziert wird, gleichzeitig Beleuchtungs- und Gleichmäßigkeitsanforderungen erfüllt und die Energieeffizienz gefördert wird.
2. Anforderungen des Stromsystems
Das Stromsystem für LED-Straßenlaternen unterscheidet sich von herkömmlichen Lichtquellen. LEDs benötigen für den normalen Betrieb konstanten Strom, da einfache Schaltnetzteile LED-Geräte beschädigen können. Es ist entscheidend, eine dicht gepackte LED mit einem konstanten Stromkreis zu gewährleisten. Die niedrige Übergangsspannung von LEDs in Vorwärtsrichtung erfordert einen konstanten Antriebsstrom, um eine konstante Ausgangsleistung aufrechtzuerhalten, was angesichts der instabilen Stromversorgungsspannung in einigen Regionen unerlässlich ist.
Der Antriebskreis muss eine hohe Innenimpedanz haben, um konstante Stromeigenschaften zu gewährleisten. Ein Stufenabschalten, Gleichrichter und Filtern, gefolgt von einer DC-Konstantstromstromschaltung oder einer schaltenden Stromversorgung mit Widerstandsschaltung können übermäßig viel Strom verbrauchen und so die Effizienz verringern. Eine aktive elektronische Schaltung oder ein Hochfrequenzstromantrieb kann eine hohe Umwandlungseffizienz und gute Ausgangseigenschaften mit konstantem Strom aufrechterhalten.
Traditionelle Straßenlaternen, die HID-Lichtquellen und induktive Vorschaltgeräte verwenden, leiden unter geringer Energieeffizienz und stroboskopischen Problemen. Bei LED-Lampen mit elektronischen Antriebsschaltungen stellt die Blitz-Induktion eine erhebliche Bedrohung dar.
3. Blitzinduktionsschutz
Blitze sendet breitbandige Radiowellen aus, die von Oberleitungen für Straßenlaternen leicht empfangen werden können, was zu Gleichtaktstörungen im Antriebskreis führt. Diese Störung kann hohe Spannungen erreichen und potenziell den Laufwerkskreis schädigen.
Angesichts der dreiphasigen, vieradrigen, geerdeten Stromversorgung können blitzbedingte Radiowellen eine differenzielle Interferenzspannung zwischen Stromleitungen verursachen, was Gleichrichterdioden und Leiterplatten beschädigen kann. Um dem entgegenzuwirken, sollten schnell ansprechende Varistoren an den Eingang der LED-Antriebsschaltung angeschlossen werden, um Differenzialstörungen zu entladen. Diese Varistoren müssen schnell reagieren und hohe sofortige Leit- und Entladungsströme bewältigen.
Zusätzlich sollte der EMI-Schutz in einem zusammengesetzten LC-Netzwerk so gestaltet sein, dass interne EMI undicht wird und Blitzstörungssignale gehemmt werden. Der elektrische Durchgang zwischen Stromkreispunkten und Masse sollte über 7 mm liegen. Die Erdungskapazität des EMI-Schutzes und die Erdungsfestigkeit der Schaltung sollten die Anforderungen an verstärkte Dämmung (4V+2750V) erfüllen, um den Widerstand gegen Differenzial- und Gleichmodus-Blitzinduktion zu erhöhen.
