電力自動化(編輯修改稿)
2025-09-03 11:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 廠是大型的技術生產(chǎn)空間和基地，隨著大小型工業(yè)的興起，工廠的生產(chǎn)能力不可估量，而支撐其大力開展生產(chǎn)的強勁后盾電力系統(tǒng)中的照明技術非常講究，要做到節(jié)能、環(huán)保、強勁、穩(wěn)定、安全等指標，工廠照明系統(tǒng)的設計為重中之重，起種類普遍為以下幾大類技術：植物光照。 LED陣列。 照度LED驅動。 CAN總線，在此展開探討。 工廠照明系統(tǒng)的類型、結構與特點 植物光照技術簡述植物工廠是國際上公認的設施農(nóng)業(yè)高級發(fā)展階段, 作為自然界象征的植物和人類工業(yè)文明的標志[ 1] 。植物工廠給植物提供合適生長環(huán)境的系統(tǒng)設備。是一種多學科結合、高技術應用, 幾乎不受自然條件制約的全新生產(chǎn)方式。工廠通過人工自然條件提供溫度、濕度、光照、氣流、二氧化碳濃度等生長環(huán)境的同時對工廠內(nèi)環(huán)境要素進行自動實時監(jiān)控,高精度調整控制。工廠為植物提供光照的光源[ 2]主要有高壓鈉燈、日光燈。近來隨著大功率白光LED的技術突破以及在很多高照度場合的成功應用, 以LED為主光源成為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中替代傳統(tǒng)照明的新趨勢?！ ≈参锕S的每個栽培架上, 都裝有一塊或幾塊燈板。燈板的光源可以由LED陣列組成, 其中以高亮度大功率白光LED為主, 燈板上按一定距離插入紅光、藍光和紫外光LED, 并且以不同比例均勻分布。由于太陽光對于植物光照而言是全波段的, 紅光、藍光、紫外線、紅外線等都包括, 因此, 燈板的光譜也應接近自然光。設計一種以白光LED 為主光源輔以其它光色LED 組成的可控光源并按照植物的生長特征合成光譜, 這種光譜綜合特性更有利于植物的生長需求。 LED照明系統(tǒng)的構成 LED照明系統(tǒng)是由LED 陣列組成的光源、LED驅動電路、光板管理電控單元[ 3] ECU、溫度傳感器、亮度和光色傳感器以及通信接口構成, 系統(tǒng)結構如圖1 所示。多種顏色的LED 按照一定的間隔陣列在燈板上, 不同顏色的LED 配以相應的驅動電路,LED驅動電路受光板電控單元ECU 管理。燈板背面的ECU 根據(jù)光色傳感器和亮度傳感器采集的LED燈板發(fā)光特征, 控制不同光色LED 的發(fā)光強度, 以獲得近似太陽光的綜合光譜。電控單元ECU對燈板LED陣列獨立點亮管理的同時還可以在燈板與燈板之間、燈板與植物工廠的中央總控系統(tǒng)之間通過局域網(wǎng)交換數(shù)據(jù), 接受中央總控系統(tǒng)對不同植物在不同生長期對光譜合成的控制指令。中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 LED燈板是植物工廠的關鍵設備, 燈板上的主光源使用PH ILIPS公司生產(chǎn)的LUXEON LAFL C4S大功率白色LED(如圖3所示) , 其主要技術參數(shù)如下:中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 工作電壓: 12~ 16V。 工作電流: ~ A。 色溫CCT: 5 200 ~ 6 000 K。 顯色性CR I: 70。 光通量:1 000~ 1 200流明。 發(fā)光角度: 60!。中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 光譜特征見圖2所示。中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 大功率白色LED的電流、電壓參數(shù)具有典型的PN 結伏安特性, 正向壓降(V )和正向電流的( I)以及它們與芯片底座溫度的關系曲線如圖3所示。中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 從圖3中的VI曲線可知, 正向壓降( V )隨PN結的溫度升高而降低, 同時又隨著結溫度升高正向電流的( I)變大。V 的微小變化會引起較大的I變化。由于大功率LED的散熱是應用技術的關鍵, 當電流受到控制時, 正向壓降( V )的變化不再影響電流變化而導致溫度的惡性循環(huán)。因此, 大功率LED必須采用恒流源驅動?？刂芁ED 驅動電流可以避免溫升[ 4] 對正向壓降( V ) 的影響。由LUXEON 規(guī)格書可見, 當LAFL??C4S的恒流驅動至1000mA 時,光通量可達1200流明。LED陣列的排列方式根據(jù)照射場合的不同可以是條形或圓形。陣列上白光LED 的數(shù)量可以按照實際所需的總光通量和單個LED的光通量之比,依照以下公式求出:中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 式中: NLED 為LED 數(shù)量。 為目標光通量。 為光學效率,90%。 為熱學效率, 85% 。 為LED 最小光通量( lm)。 電路板上分布的大功率白光和其它顏色的LED與燈殼之間保持良好的散熱, 燈殼通常采用散熱性能較好的鋁材制作, 燈殼內(nèi)安裝了輔以通風的散熱風扇。燈板上安裝了溫度傳感器、光照傳感器,分別監(jiān)測LED的工作溫度和光照參數(shù)。中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 PWM 可控LED恒流驅動凌特( L inear)公司的LT3755系列IC 專為驅動大功率高電流LED 的恒定電流驅動而設計。它們從IC 內(nèi)部的一個7. V 電源來驅動外部N溝道功率MOSFET, 可以獲得1 500mA大電流驅動LAFL??C4S大功率白色LED。LT3755電流控制模式可以在4??5~ 40 V的寬輸入電壓和輸出電壓在2??9~ 70 V 范圍內(nèi)實現(xiàn)了恒定電流的穩(wěn)定工作。FB 引腳用作LED電流檢測和保護功能的輸入, 而且還使得轉換器能夠起一個恒定電壓源的作用。調節(jié)RT 引腳的電阻值可以得到100 kH z至1 MH z的頻率變化范圍, 改變頻率設置可以優(yōu)化效率、進一步提高性能。串接在LED 上端的電流檢測電路是適用于驅動LED 的最靈活方案, 適合于升壓、降壓模式或降壓 升壓模式配置。PWM 輸入端口提供了高達3000?1的LED 調光比。圖4所示白光LED LAFL??C4S的驅動電路。中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 中國照明網(wǎng)技術論文LED照明 相比LUXEON LAFL??C4S 白光LED 大電流而言,
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