LED 照明在軌道交通車輛中的應(yīng)用

劉洋 中車長春軌道客車股份有限公司

一、技術(shù)設(shè)計

（一）寬電壓智能驅(qū)動電源設(shè)計

電路采用專業(yè)的電源驅(qū)動IC/L6562D 設(shè)計，單級PFC 控制，功率因素可以做到接近1，輸入采用壓敏抗浪涌電路及雙級共模濾波電路，電源完全符合EMC 測試要求；適應(yīng)交、直流兩種輸入電壓，且輸入電壓范圍寬，最低DC4V 輸入，最高AC265V 輸入；電源設(shè)計為DC36V 恒壓輸出、具有浪涌抑制、短路及過載保護功能，最大工作輸出電流1.0A，輸出電壓精度達±3%，線性調(diào)整率＜±5%，負載調(diào)整率＜±3%，輸出穩(wěn)定、紋波小，符合軌道交通-電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)（GB/T24338.4-3-2：2009）和軌道車輛振（GB/T21563-2008）動標(biāo)準(zhǔn)要求，是一款寬電壓（48V～220V），交直流通用，電磁兼容性性能良好的綠色照明電源。

（二）光源技術(shù)指標(biāo)（見表 1）

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二、LED 照明在軌道交通車輛中的應(yīng)用技術(shù)

（一）寬電壓智能驅(qū)動電源技術(shù)

LED 燈管驅(qū)動電源需符合DC48V、DC110V、AC220V 三種不同工作電壓，為保證LED 燈光源更換時的互換性，減少品種規(guī)格，降低工人勞動強度。因此，此電源不僅在電氣指標(biāo)方面要符合高效、電磁兼容等技術(shù)指標(biāo)，而且要做到對交直流電壓自動識別和48V～250V 電壓范圍變化的自動適應(yīng)。

（二）電磁兼容性設(shè)計

按照國家電子產(chǎn)品電磁兼容型式實驗標(biāo)準(zhǔn)要求，該產(chǎn)品通過了中國鐵道科學(xué)研究院進行的電磁兼容性能檢測。

（三）整體燈具防震設(shè)計

由于產(chǎn)品安裝在軌道交通車輛上，水平及縱向存在著頻率1Hz 至50Hz 的振動，因此，需進行嚴格的防震設(shè)計，是燈具能夠長時間在車輛運行環(huán)境中穩(wěn)定工作。

（四）半導(dǎo)體（LED）光源基板設(shè)計

半導(dǎo)體（LED）光源采用板式設(shè)計，LED 發(fā)光顆粒、電阻和導(dǎo)線等電子元器件直接敷設(shè)在鋁基板上，這種工藝是在鋁基板上涂覆絕緣層，在絕緣層上印制電路，然后再貼焊LED 發(fā)光顆粒和其他電子器件。其產(chǎn)品的優(yōu)點是光源散熱良好，有效延長了LED發(fā)光顆粒的使用壽命，并使光線分布均勻。設(shè)計開發(fā)的半導(dǎo)體板式光源不僅節(jié)能環(huán)保，而且顯色性好，光譜比熒光燈管光源更接近自然光。

三、先進行及創(chuàng)新型

（一）項目的先進行

項目在技術(shù)上采用綠色照明技術(shù)，所開發(fā)燈具同時具備節(jié)能、環(huán)保、舒適和安全性能。電源采用智能驅(qū)動電源，可適用于DC48V、DC110V 和AC220V 三種不同電源。經(jīng)科技檢索查新，該類照明技術(shù)在國內(nèi)軌道交通車輛照明領(lǐng)域具有領(lǐng)先水平。

（二）項目的創(chuàng)新性

（1）項目開發(fā)設(shè)計的半導(dǎo)體（LED）光源不僅能滿足節(jié)能、環(huán)保、舒適、安全的綠色照明要求，而且使用壽命長，是目前普通光源壽命的5～10 倍。（2）半導(dǎo)體（LED）光源電路為板式設(shè)計。LED 發(fā)光顆粒、電阻和導(dǎo)線直接敷設(shè)在鋁基板上，這種工藝是在鋁基板上涂覆絕緣層，在絕緣層上印制電路板，然后在貼裝LED 發(fā)光顆粒和其他電子器件。其產(chǎn)品的優(yōu)點是光源散熱良好，LED發(fā)光顆粒的壽命長，光線分布均勻。

四、應(yīng)用效果

該項目設(shè)計的LED 綠色照明設(shè)備取得以下實際應(yīng)用效果：（1）具有節(jié)電、亮度高、環(huán)保、安全、故障率低和壽命長等優(yōu)點；（2）改裝車輛LED 燈具和原車燈具匹配完好、接線方式和原車相同，便于檢修和維護；（3）改裝車輛車廂內(nèi)亮度明顯提高，光照柔和、均勻，改善了旅客視覺環(huán)境；（4）改裝車輛LED 照明燈功耗低，經(jīng)測試功率比未改裝車輛降低約35%，節(jié)能減排效果顯著；（5）產(chǎn)品運行穩(wěn)定，減少維修工作量。未改造車輛老式燈具每列次進庫都有1 到3 根燈管需更換，而改造車新式LED燈具試運行三個月來只發(fā)生1 次接頭不好故障現(xiàn)象，故障率大為降低，減少庫檢人員工作量。

五、結(jié)束語

綜上所述，綠色照明技術(shù)是軌道車輛照明技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。從上述研究資料總結(jié)來看，綠色照明燈具在亮度上比老式熒光燈具提高了2 倍，在功耗上節(jié)能約50%，在壽命上提高到2.5 萬h（約三年）。而且通用性好，一種燈具適應(yīng)三種不同電源類型，可為用戶減少備貨種類。產(chǎn)品免維護，可靠性好，可為用戶節(jié)省大量維修費用。