基于红绿灯控制系统的LED城市路灯方案设计

　　1 研究背景

　　近年来，我国的路灯建设取得了飞速的发展，道路照明质量不断提高，高强度气体放电灯被广泛使用，对现代化城市的建设起了很大作用，但是随之而来的是能耗的大幅度提高，特别是近年来能源价格大幅度提升，使电力耗费成为负担。在全球都在提倡绿色照明的时代，路灯的节能必然成为一种趋势。

　　目前，我国照明用电量占总用电量的13%左右，其中道路照明占整个照明用电量的25%~30%,因此道路照明节能具有很大的潜力和空间。目前道路照明使用最多的是高压钠灯，这种光源存在显色性差、启动时间长、耗电量高、发热量大等缺点，需要发展新的更节能的道路照明光源。大功率高光效LED是近年来国内外快速发展起来的新光源，它具有光效高(≥90lm/W(1WLED))、寿命长(30000~50000h)、耐震动不易损坏、瞬时启动、无污染等优点。白光LED是普通照明和道路照明的理想光源。因此发展LED路灯具有重要的节能意义。

　　考虑到现阶段LED城市路灯使用缺陷和现实条件，笔者提出一种LED城市路灯控制系统综合方案。

　　2 LED城市路灯与红绿灯控制系统结合方案概述

　　在不改变现有的红绿灯交通系统的前提下，将每一路段的城市路灯控制系统与红绿灯控制系统综合起来，达到红灯期间，LED路灯小功率工作;绿灯期间，LED路灯大功率工作的目的。

　　本方案主要从以下两方面进行设计：

　　2.1 LED路灯控制系统智能设计

　　将LED路灯装置与交通红绿灯控制系统结合在一起，利用每一路段红绿灯的转换实现对该路段灯光强弱的控制。红灯期间，非机动车和行人的照明需求量较小，绿灯期间，机动车的照明需求量较大，这样能够在充分满足各种照明需求情况下最大限度地节约电能。

　　2.2 LED集成灯板内部设计

　　众所周知，散热效率低是LED路灯使用的一大瓶颈。笔者提出的LED集成灯板内部分组设计能够很好地解决此问题。本方案拟将LED集成路灯板分成甲、乙两组。红灯时期，甲组灯组单独工作，实现小功率工作;绿灯时期，甲乙两组同时工作，实现大功率工作;下一红灯时期，乙组灯组单独工作，依次循环轮流工作。这样能够让每组灯组留有较为充足的散热时间，延长LED路灯的使用寿命。

　　3 LED城市路灯与红绿灯控制系统结合方案具体实施

　　为了便于实施和推广本设计方案，我们本着基本不改变原十字路口红绿灯交通系统的原则，将每段LED路灯控制系统和红绿灯系统结合起来。

　　本方案所设计的电路图分为三部分：红绿灯信号激发装置、时序逻辑信号转换装置、LED路灯智能工作装置。