Requisitos de diseño para farolas LED
1. Emisión direccional de luz
Los LED utilizados en la iluminación pública ofrecen la ventaja de la emisión direccional de luz, potenciada por reflectores integrados que son más eficientes que los reflectores tradicionales de lámpada. La eficiencia de estos reflectores se incluye en la medición del efecto lumínico del LED. Las luminarias de carretera deben aprovechar al máximo la emisión direccional de los LEDs, asegurando que cada LED apunte a zonas específicas de la carretera. Los reflectores de las luminarias pueden ayudar a lograr una distribución completa de la luz, cumpliendo con los estándares de iluminación y uniformidad de CJJ45-2006, CIE31 y CIE115.
La posición de instalación y la dirección de emisión de cada LED deben diseñarse en función de la altura de la farola y la anchura de la carretera para lograr una distribución óptima de la luz secundaria. Los reflectores en estas luminarias actúan como elementos auxiliares para garantizar una iluminación uniforme de las carreteras. Se pueden usar juntas universales esféricas ajustables para ajustar la dirección de iluminación de cada LED, permitiendo ajustes según diferentes alturas y anchos de iluminación.
Usando la ley del inverso del cuadradoE(lx)=I(cd)D(m)2E(lx) = \frac{I(cd)}{D(m)^2}, se puede determinar el ángulo de potencia y salida del haz para cada LED. Ajustar la potencia de salida de cada LED a través del circuito de accionamiento puede lograr la potencia de luz deseada, reduciendo la densidad de potencia de luz mientras cumple con los requisitos de iluminación y uniformidad y promoviendo la eficiencia energética.
2. Requisitos del sistema eléctrico
El sistema de alimentación para las farolas LED difiere de las fuentes de luz tradicionales. Los LEDs requieren alimentación de corriente constante para su funcionamiento normal, ya que simples fuentes de alimentación conmutadas pueden dañar los dispositivos LED. Es fundamental asegurar que los LEDs estén compactos y con un circuito de corriente constante. El bajo voltaje de unión de los LEDs en dirección directa requiere una corriente de transmisión constante para mantener una potencia de salida constante, lo cual es esencial dada la tensión inestable de la fuente de alimentación en algunas regiones.
El circuito de transmisión debe tener una alta impedancia interna para garantizar características de corriente constante. Un apagado, rectificación y filtrado seguidos de un circuito de corriente continua o una fuente de alimentación conmutada con un circuito de resistencia podrían consumir energía excesiva, reduciendo la eficiencia. Un circuito electrónico activo de conmutación o un accionamiento de corriente de alta frecuencia pueden mantener una alta eficiencia de conversión y buenas características de salida de corriente constante.
Las farolas tradicionales que utilizan fuentes de luz HID y lastres inductivos sufren de baja eficiencia energética y problemas estroboscópicos. Para las lámparas LED con circuitos electrónicos de accionamiento, la inducción de rayos supone una amenaza significativa.
3. Protección contra inducción de rayos
El rayo emite ondas de radio de amplio espectro, que las líneas aéreas de alimentación de los faros pueden recibir fácilmente, causando interferencias en modo común en el circuito de transmisión. Esta interferencia puede alcanzar altos voltajes, dañando potencialmente el circuito de transmisión.
Dado que la fuente de alimentación neutra de cuatro hilos trifásica es conectada a tierra, las ondas de radio inducidas por rayos pueden causar tensiones de interferencia en modo diferencial entre líneas eléctricas, lo que puede romper los diodos rectificadores de alimentación y las placas de circuito. Para mitigar esto, se deben conectar varistores de respuesta rápida a la entrada del circuito de accionamiento del LED para desactivar la interferencia en modo diferencial de descarga. Estos varistores deben responder rápidamente y soportar altas corrientes instantáneas de conducción y descarga.
Además, la protección EMI con una red compuesta LC debe diseñarse para evitar fugas internas de EMI e inhibir señales de interferencia eléctrica. La distancia entre los puntos del circuito y la tierra debería superar los 7 mm. La capacitancia de puesta a tierra de la protección EMI y la resistencia del aislamiento de tierra del circuito de accionamiento deben cumplir con los requisitos de aislamiento reforzado (4V+2750V) para mejorar la resistencia a la inducción por rayos diferencial y en modo común.
