摘要：無極熒光燈作為一種高效、節(jié)能的照明產(chǎn)品，在道路、隧道、橋梁、大型廠房場館等工程中具有廣泛應(yīng)用。而以此產(chǎn)品為基礎(chǔ)，配備數(shù)字化無線通信控制技術(shù)，可以更大限度的增加對實際工程中照明的控制，并進一步提高節(jié)能降耗的效果，體現(xiàn)“綜合節(jié)能性”特點。本文從原理和實際應(yīng)用角度分析了一種獨立研發(fā)的新型的可調(diào)光無極熒光燈與數(shù)字化無線通信系統(tǒng)的技術(shù)匹配，并對此類高端技術(shù)在城市道路照明市場應(yīng)用進行了一定預(yù)期。

    隨著能源緊張日益成為各國關(guān)心的焦點，節(jié)能降耗成為擺在全世界人類面前最核心的話題。而在全球能源消耗中，照明用電占據(jù)了其總量的20% 至30%。因此研發(fā)和推廣高效、節(jié)能的照明產(chǎn)品和照明方式成為電光源行業(yè)中的關(guān)鍵。

    本文首先介紹了目前國內(nèi)市場上主要的無極熒光燈產(chǎn)品，并分析了此類產(chǎn)品的實際應(yīng)用和節(jié)能效果。同時，對調(diào)光無極燈技術(shù)給予了一定闡述，并對其實際應(yīng)用性給予了分析。

    其次，通過調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的多個接口與數(shù)字化無線通信系統(tǒng)的匹配，可以有效進行集群式的照明控制，做到定時或?qū)崟r開關(guān)、單燈狀態(tài)檢測、群組布置和中央控制臺監(jiān)測控制等集成化操作。真正讓智能化照明控制成為提供給市場的方案。

    最后，對該技術(shù)及方案的市場前景進行了一定預(yù)期，并對節(jié)能效果給予了一定闡述。

    1 無極熒光燈

    在光源與照明領(lǐng)域，無極熒光燈以其無電極長壽命的特點而被廣泛接受。該光源采用獨特的電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)生射頻信號，而通過鐵氧體磁芯或特質(zhì)線圈耦合交變電磁場能量進入等離子體發(fā)光管，激發(fā)內(nèi)部汞產(chǎn)生253.7nm 紫外譜線，并最終激發(fā)管壁內(nèi)部熒光粉材料產(chǎn)生可見光輸出。

    無極熒光燈又根據(jù)鐵氧體磁芯安裝方式的不同而區(qū)分為內(nèi)置式和外置式兩種。內(nèi)置式無極燈以磁芯內(nèi)插入球形泡腔體內(nèi)為主，多采用MHz 級的自激式振蕩電路產(chǎn)生射頻信號進行燃點。此類方式使得光源本身制作難度要求不高，球形燈管利于燈具配光設(shè)計，但整燈測試時EMC ( 電磁兼容性) 較難通過國家相關(guān)標準。

    而磁芯外置式無極燈，則由磁芯外置于環(huán)形閉合燈管而啟動燃點。頻率范圍一般在幾百KHz 級別。在頻率的選擇上，低頻率意味著需加大磁芯尺寸以增加整燈的感抗值; 而高頻率則由于傳導干擾和輻射干擾較難通過EMC 相關(guān)標準而成為瓶頸。同時，外置式無極燈還需要額外注意磁芯實際溫度、汞齊點溫度等問題。而其發(fā)光面積大的特點使得光源表面亮度相對HID 光源低，眩光容易控制;但燈具選型和配光設(shè)計成為該類光源的另一技術(shù)課題。

    LVD 無極燈產(chǎn)品及其主要性能如表1 和圖1 所示:

表1 LVD-200W 無極燈基礎(chǔ)性能

    圖1 LVD 無極燈產(chǎn)品實物圖

    將調(diào)光技術(shù)與無極熒光燈相結(jié)合，可以更好地實現(xiàn)節(jié)能照明。宏源公司通過自主研發(fā)的調(diào)光電子鎮(zhèn)流器， 可對LVD 無極燈進行功率調(diào)節(jié)， 范圍從100% 到30%。光通總量與功率比例呈線性關(guān)系。

    而客戶可通過自行匹配0 ～ 10V 外部DC 電壓信號，即可進行連續(xù)調(diào)光控制。

    將燈具與照明控制系統(tǒng)相結(jié)合，為客戶提供整套照明方案是照明領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。上海宏源通過LVD 無極燈電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部引出控制接口，與無線通信設(shè)備進行有效對接，可以實現(xiàn)由外部信號控制的開關(guān)、調(diào)光、啟動檢測、重復啟動控制等功能。

    如圖2. c 所示，調(diào)光電子鎮(zhèn)流器與通訊系統(tǒng)模塊( 由無線通訊和MCU 組成) 進行8pin 插針連接，其中對接信號包括:

    (1) 通信系統(tǒng)需要的5V-DC 工作電壓;(2) 單燈開關(guān)控制信號;(3) 分檔調(diào)光控制信號(30% ～ 100% 之間) ;(4) 光源開啟檢測，未啟動時則進行重復關(guān)斷再開啟。

圖2 LVD 各款電子鎮(zhèn)流器示意圖

    a. 普通220V 市電電子鎮(zhèn)流器; b. 自配調(diào)光控制器的調(diào)光電子鎮(zhèn)流器; c. 匹配通訊模塊的調(diào)光電子鎮(zhèn)流器

    2 通訊控制系統(tǒng)

    數(shù)字化無極燈照明中，通過每個調(diào)光鎮(zhèn)流器與通信部件接口的匹配即可實現(xiàn)單燈的智能化控制和群組化控制。

    以路燈智能化照明為例，首先劃分好路燈群組( 通常以一條馬路為一個群組) ， 通過單燈中MCU模塊設(shè)定該燈的編號( 即ip 地址)。由該群組控制器對最相近的路燈進行開關(guān)、調(diào)光或定時控制，最相近的路燈中的通信模塊檢測此信息后即執(zhí)行該動作，并進一步將此信息傳遞給與其相鄰的其他路燈。

圖3 單個組群的路燈傳遞控制方式示意圖

    最終形成了從群組控制器發(fā)出指令，到最相近路燈執(zhí)行指令并再發(fā)送指令到其他相近路燈的循環(huán)傳遞過程。同時，每個路燈的通信模塊均為雙工通信，它們同樣通過傳遞的方式將每個燈執(zhí)行指令后的狀態(tài)信息反饋給群組控制器( 示意圖如圖3 所示)。 ■