摘要：随着科学技术的发展，在我国的交通工程建设中，为了直接有效的减少道路弯度，缩减道路距离，隧道的运用越来越多。照明系统是隧道工程建设的一个重要组成部分，对提高隧道行驶的道路安全保障有着十分重要的作用。提高隧道照明质量，保障行车安全是隧道工程照明系统布置首要考虑的问题。在LED还没有被认可以前，隧道照明一般都是采用高压钠灯，电能消耗较大，而且是手动的控制方式，响应速度慢，照明效果无法根据隧道外自然光的强弱实现自动调节，对驾驶员形成的视觉亮度差比较明显，极易带来安全隐患，出现安全事故。LED照明技术的面市，很好的弥补了这样缺陷，它以绿色环保、节能、色差小，而且还能实现智能化控制的绝对优势，迅速成为隧道照明的首先灯具，隧道运用也是LED行业目前从事技术开发研究的重要课题之一。本文通过对LED灯的技术优势和和隧道运用设计进行分析探究，分析了LED灯隧道运用智能控制的优势，以加大大家多LED灯在隧道照明工程中运用的认识，促进LED灯在隧道亮化工程中的推广和运用。
关键词：LED；隧道照明；智能控制系统
引言
LED照明技术的普及推广，能有效弥补由高压钠灯组成的隧道照明系统所存在高能效、使用寿命短的明显缺陷，而且还大大缩减了后期的运维成本，实现了人性化的智能控制，提高了驾驶安全性，降低了安全隐患。我们坚信，随着LED技术的不断完善和优化，采购成本的不断降低，在未来的照明系统运用中，LED照明一定会成为隧道照明工程的首先，取得社会各界的认可。因此，我们必须加快LED技术在隧道照明领域的研究运用，提高智能化运用水平的同时，降低产品成本。
1LED技术优点
LED是一种将电能转换为光能的半导体二极管的固体器件，由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成，通过不同的化合物，发出不同颜色的光。光是人类眼睛可以看见的一种电磁波，也称可见光谱。和传统灯具相比较，LED灯具具有明显的优势，具体体现在以下八个方面：
光效：LED灯照明发光效率比较高，照明效果好，和普通白炽灯相比，至少在七倍以上。
寿命：LED灯的使用寿命一般在50000小时以上，最长可以达达到10万小时，而普通白炽灯一般在3000小时。
故障率：因为LED属于半导体元件，其单颗灯的工作电压仅在3V左右，不存在高压触发电路和其它的敏感部件，因此故障率极低，也节约了大量的后期运维费用。
安全：能在低电压状态下正常运行，安全系数高。
体积：因为自身是半导体元件，体积小、重量轻是LED灯的显著特征。正因为有这样的优势，我们可以采用多灯珠组合，设计出多种轻薄、紧凑的灯具。
能耗:在同样照度的情况下，和白炽灯相比，能省电90%，与高压钠等相比节能也在50%以上。
色彩丰富：LED灯是由镓、砷、磷、氮等化合物制成的半导体二极管固体器件，不同的化合物材料发出不同的光。把不同光色进行组合搭配，通过智能控制系统，就能达到变化多端，绚丽多彩的动态效果。
绿色环保:LED不含汞物质和有害射线成分，不具有放射物质，热辐射小，而且废弃物可实现绿色回收，不会对生态环境产生破坏。
2LED 照明系统在公路隧道的应用优势
2.1隧道照明
高压钠灯运用与隧道照明工程已经比较成熟，和传统的其它照明灯具相比，它具有光效高、透雾能力强、耐锈蚀、低能耗、使用寿命长的绝对优势，是隧道照明的首选，占据主要地位。然而LED灯具的出现，势必将取而代之，因为它除了显色性强，可实现智能控制、运维成本低的明显优势以外，还节能环保，光效高、使用寿命长，因此，从目前来看，LED灯具才是隧道照明工程的首先。
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2.2 节能调光
通过电源转换器，实现直流电源输入，快速响应时间仅为23纳秒。通过控制系统的芯片对电压、电流进行调节，从而达到调节整体光源及其亮度。快速反应、灵密度高、智能控制、自动调节，和传统照明系统先比，智能又节能，优势特别明显。
2.3 智能化控制系统
智能化程度高是LED照明系统的明显优势。运用了智能控制芯片、感光传感器、无极控制器等先进技术的智能控制系统，它有效的降低了人工调节的偏差，提高了准确性和工作效率，明显的降低了能耗和使用过程中的运维成本。通过感光传感器实时自动监测自然光的变化情况，测量出车流量参数，而智能控制芯片就可以以这些测量的参数为输入依据，从而计算出与之匹配的实际照明亮度参数，输出给无极控制器，自动调节光通量，达到按需照明的目的，减少炫光、弱光，避免了过度照明和照明不够的情况，始终保持隧道内照明亮度均匀，内外亮度柔和衔接，更符合驾驶员对光照的视觉要求，消除光差带来的安全隐患，提高了隧道内行驶的安全性。而且快速反应的自动调节，大大节约了能源，更有利于延长灯具的实际使用寿命。
3LED照明控制器设计
3.1照明控制器的总体设计
本文所指的LED照明控制器设计由EMI滤波电路、驱动电源、ATMEGA8A核心控制模块、PWM控制恒流模块、LED负载组成。EMI滤波电路接在电路开端，滤除系统产生的电磁干扰。驱动电源不仅为LED负载输出功率，同时为核心控制模块及PWM控制恒流模块供电。PWM控制恒流模块接收核心控制模块发送的数字调光信号精确控制输出平均电流，驱动LED负载。这种LED照明控制器设计运用分模块设计组合方式，结构相对简单，实施布置过程比较容易。
3.2EMI滤波电路
电磁干扰指某一电子系统或其分系统受周边其他电子设备的电磁干扰。它由三个基本的要素组成。第一，产生干扰信号的设备，称之为干扰源；第二，传播电磁干扰信号的介质，称之为耦合途径；第三，遭受到信号干扰的设备、元器件或系统，称之为敏感设备。所以，抑制干扰源，切断耦合途径，降低敏感设备对干扰信号的响应，是我们控制电磁干扰采取的基本方法。控制电路中的二极管、三极管在导通和截止的瞬间，由于电流变化大，会有电磁辐射出现形成电磁干扰；隧道里复杂的供电线路也会有较多的电磁干扰产生；变压器的漏感也是形成电磁干扰的途径。通过滤波电路控制EMI，抑制干扰源，是直接有效的应对措施。常用于可消除电磁干扰的滤波电路有无源EMI滤波和有源EMI滤波两种，无源EMI滤波又分为共模滤波和差模滤波两种。他们的滤波原理都是通过对电磁干扰进行吸收和反射，从而达到滤波的功效。隧道里主要的电磁干扰源来至于供电线路，最科学有效的方式就是在总电源接入处安置滤波器。
3.3电源选择
由于隧道内外光差较大，需要通过LED照明来调节隧道内外的光差，再加之隧道内通风条件差，汽车尾气、扬尘与水汽形成的油污污染对电路电气设备具有较大的危害，所以LED驱动电源的选择不光要具备系统调光的需要，还要具备一定的防水防污能力。隧道照明是涉及道路交通安全的大事，驱动电源选择是一定要具有较强的可靠性。基于发光效率和使用寿命的角度出发，建议采用了恒压开关电源与低压恒流模块相结合的设计方案，一种电源就可以实现不同的功率输出，以达到电流输出准确可调的目的。在这里推荐一款EWP-75-1.60A型LED驱动电源，能够很好的满足隧道照明LED的调光要求。它具有防水设计，交流电压输入在90~270V，直流输出30~48V,电流最大输出为1.5A,输出最大功率为75W，电源效率90%，典型PF值可达0.95。在实际运用中，还是要以隧道LED灯具功率的需求为依据，去选择以之匹配的驱动电源。
结语
隧道照明是隧道建设的重要组成部分，是隧道行车安全的重要保障。LED智能照明系统在提高隧道照明质量，节约能源、环保、降低运维成本，保障隧道内的行车安全方面具有绝对的技术优势。我们还要继续努力，进一步的完善和技术革新，降低客户购买成本，使LED智能照明系统在隧道照明工程中得到全面的推广运用和普及。
参考文献:
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论文作者:李瑛,吴秋红
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：隧道论文; 调光论文; 系统论文; 电磁干扰论文; 电源论文; 灯具论文; 控制系统论文; 《电力设备》2017年第34期论文;