LED 照明在軌道交通車輛中的應用

劉洋 中車長春軌道客車股份有限公司

一、技術設計

（一）寬電壓智能驅動電源設計

電路采用專業的電源驅動IC/L6562D 設計，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%，線性調整率＜±5%，負載調整率＜±3%，輸出穩定、紋波小，符合軌道交通-電磁兼容性標準（GB/T24338.4-3-2：2009）和軌道車輛振（GB/T21563-2008）動標準要求，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）光源技術指標（見表 1）

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二、LED 照明在軌道交通車輛中的應用技術

（一）寬電壓智能驅動電源技術

LED 燈管驅動電源需符合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，減少品種規格，降低工人勞動強度。因此，此電源不僅在電氣指標方面要符合高效、電磁兼容等技術指標，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。

（二）電磁兼容性設計

按照國家電子產品電磁兼容型式實驗標準要求，該產品通過了中國鐵道科學研究院進行的電磁兼容性能檢測。

（三）整體燈具防震設計

由于產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計，是燈具能夠長時間在車輛運行環境中穩定工作。

（四）半導體（LED）光源基板設計

半導體（LED）光源采用板式設計，LED 發光顆粒、電阻和導線等電子元器件直接敷設在鋁基板上，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 發光顆粒和其他電子器件。其產品的優點是光源散熱良好，有效延長了LED發光顆粒的使用壽命，并使光線分布均勻。設計開發的半導體板式光源不僅節能環保，而且顯色性好，光譜比熒光燈管光源更接近自然光。

三、先進行及創新型

（一）項目的先進行

項目在技術上采用綠色照明技術，所開發燈具同時具備節能、環保、舒適和安全性能。電源采用智能驅動電源，可適用于DC48V、DC110V 和AC220V 三種不同電源。經科技檢索查新，該類照明技術在國內軌道交通車輛照明領域具有領先水平。

（二）項目的創新性

（1）項目開發設計的半導體（LED）光源不僅能滿足節能、環保、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）半導體（LED）光源電路為板式設計。LED 發光顆粒、電阻和導線直接敷設在鋁基板上，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 發光顆粒和其他電子器件。其產品的優點是光源散熱良好，LED發光顆粒的壽命長，光線分布均勻。

四、應用效果

該項目設計的LED 綠色照明設備取得以下實際應用效果：（1）具有節電、亮度高、環保、安全、故障率低和壽命長等優點；（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）改裝車輛車廂內亮度明顯提高，光照柔和、均勻，改善了旅客視覺環境；（4）改裝車輛LED 照明燈功耗低，經測試功率比未改裝車輛降低約35%，節能減排效果顯著；（5）產品運行穩定，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生1 次接頭不好故障現象，故障率大為降低，減少庫檢人員工作量。

五、結束語

綜上所述，綠色照明技術是軌道車輛照明技術發展的必然趨勢。從上述研究資料總結來看，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，一種燈具適應三種不同電源類型，可為用戶減少備貨種類。產品免維護，可靠性好，可為用戶節省大量維修費用。