LED 照明在轨道交通车辆中的应用

刘洋 中车长春轨道客车股份有限公司

一、技术设计

（一）宽电压智能驱动电源设计

电路采用专业的电源驱动IC/L6562D 设计，单级PFC 控制，功率因素可以做到接近1，输入采用压敏抗浪涌电路及双级共模滤波电路，电源完全符合EMC 测试要求；适应交、直流两种输入电压，且输入电压范围宽，最低DC4V 输入，最高AC265V 输入；电源设计为DC36V 恒压输出、具有浪涌抑制、短路及过载保护功能，最大工作输出电流1.0A，输出电压精度达±3%，线性调整率＜±5%，负载调整率＜±3%，输出稳定、纹波小，符合轨道交通-电磁兼容性标准（GB/T24338.4-3-2：2009）和轨道车辆振（GB/T21563-2008）动标准要求，是一款宽电压（48V～220V），交直流通用，电磁兼容性性能良好的绿色照明电源。

（二）光源技术指标（见表 1）

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二、LED 照明在轨道交通车辆中的应用技术

（一）宽电压智能驱动电源技术

LED 灯管驱动电源需符合DC48V、DC110V、AC220V 三种不同工作电压，为保证LED 灯光源更换时的互换性，减少品种规格，降低工人劳动强度。因此，此电源不仅在电气指标方面要符合高效、电磁兼容等技术指标，而且要做到对交直流电压自动识别和48V～250V 电压范围变化的自动适应。

（二）电磁兼容性设计

按照国家电子产品电磁兼容型式实验标准要求，该产品通过了中国铁道科学研究院进行的电磁兼容性能检测。

（三）整体灯具防震设计

由于产品安装在轨道交通车辆上，水平及纵向存在着频率1Hz 至50Hz 的振动，因此，需进行严格的防震设计，是灯具能够长时间在车辆运行环境中稳定工作。

（四）半导体（LED）光源基板设计

半导体（LED）光源采用板式设计，LED 发光颗粒、电阻和导线等电子元器件直接敷设在铝基板上，这种工艺是在铝基板上涂覆绝缘层，在绝缘层上印制电路，然后再贴焊LED 发光颗粒和其他电子器件。其产品的优点是光源散热良好，有效延长了LED发光颗粒的使用寿命，并使光线分布均匀。设计开发的半导体板式光源不仅节能环保，而且显色性好，光谱比荧光灯管光源更接近自然光。

三、先进行及创新型

（一）项目的先进行

项目在技术上采用绿色照明技术，所开发灯具同时具备节能、环保、舒适和安全性能。电源采用智能驱动电源，可适用于DC48V、DC110V 和AC220V 三种不同电源。经科技检索查新，该类照明技术在国内轨道交通车辆照明领域具有领先水平。

（二）项目的创新性

（1）项目开发设计的半导体（LED）光源不仅能满足节能、环保、舒适、安全的绿色照明要求，而且使用寿命长，是目前普通光源寿命的5～10 倍。（2）半导体（LED）光源电路为板式设计。LED 发光颗粒、电阻和导线直接敷设在铝基板上，这种工艺是在铝基板上涂覆绝缘层，在绝缘层上印制电路板，然后在贴装LED 发光颗粒和其他电子器件。其产品的优点是光源散热良好，LED发光颗粒的寿命长，光线分布均匀。

四、应用效果

该项目设计的LED 绿色照明设备取得以下实际应用效果：（1）具有节电、亮度高、环保、安全、故障率低和寿命长等优点；（2）改装车辆LED 灯具和原车灯具匹配完好、接线方式和原车相同，便于检修和维护；（3）改装车辆车厢内亮度明显提高，光照柔和、均匀，改善了旅客视觉环境；（4）改装车辆LED 照明灯功耗低，经测试功率比未改装车辆降低约35%，节能减排效果显著；（5）产品运行稳定，减少维修工作量。未改造车辆老式灯具每列次进库都有1 到3 根灯管需更换，而改造车新式LED灯具试运行三个月来只发生1 次接头不好故障现象，故障率大为降低，减少库检人员工作量。

五、结束语

综上所述，绿色照明技术是轨道车辆照明技术发展的必然趋势。从上述研究资料总结来看，绿色照明灯具在亮度上比老式荧光灯具提高了2 倍，在功耗上节能约50%，在寿命上提高到2.5 万h（约三年）。而且通用性好，一种灯具适应三种不同电源类型，可为用户减少备货种类。产品免维护，可靠性好，可为用户节省大量维修费用。