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本文將闡述如何運(yùn)用各種傳感器技術(shù),適用于街道、辦公室和工廠的照明。本文將闡述如何使用各種感測(cè)器技術(shù)運(yùn)作且適用于街道、辦公室和工廠的照明的電路范例。
系統(tǒng)層面的生態(tài)設(shè)計(jì)必須涵蓋一切
就生態(tài)設(shè)計(jì)(Ecodesign)人們總是希望延長(zhǎng)特定應(yīng)用的使用壽命,因?yàn)樗鼘?duì)生態(tài)有影響(Ecological Impact)直接相關(guān)。這并不像預(yù)期的那么容易,因?yàn)閯?chuàng)新永遠(yuǎn)不會(huì)停止,必須考慮新標(biāo)準(zhǔn)和新應(yīng)用程序的可能性,并實(shí)現(xiàn)新功能。重要的是不僅要實(shí)施最低標(biāo)準(zhǔn),還要建立更好的產(chǎn)品,預(yù)載各種新功能,同時(shí)帶來(lái)一定的彈性。美國(guó)太空總署「火星漫游車(Mars Rover)」這是一個(gè)很好的例子,大量的技術(shù)支持有助于導(dǎo)入計(jì)劃,并大大提前啟動(dòng)計(jì)劃。
除了彈性,讓led有這么長(zhǎng)壽命的可能性也很重要。因此,有三種影響需要考慮:快速變化(如接通電流)、慢變化(如漂移)和外部影響。
導(dǎo)流電流是所有應(yīng)用程序的重要應(yīng)力。電源中的大型匯流排電容器是該應(yīng)力的主要原因。此外,打開(kāi)電源時(shí)的不明確狀態(tài)可能會(huì)給應(yīng)用程序帶來(lái)應(yīng)力。為避免這些情況,應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)階段使用故障模式和影響分析(FMEA)仔細(xì)分析電路效率。在完成的應(yīng)用設(shè)計(jì)中,還需要檢查導(dǎo)通和關(guān)閉過(guò)程中的電流和溫度,在設(shè)計(jì)階段,可能沒(méi)有注意到兩點(diǎn),往往導(dǎo)致后期現(xiàn)場(chǎng)故障。
1顯示電源輸入橋式整流器由導(dǎo)流電流引起的溫度變化。此時(shí),雖然其他部件處于冷狀態(tài),但整流器的溫度顯著升高,可能會(huì)影響產(chǎn)品的使用壽命。許多二、三十年前開(kāi)發(fā)的應(yīng)用都采用了電路技術(shù),可以避免漂移造成的故障。由于后來(lái)使用的許多部件具有較大的公差水平和較大的漂移,因此開(kāi)發(fā)了更少依賴部件特性的電路。為了延長(zhǎng)應(yīng)用產(chǎn)品的使用壽命,許多這類技術(shù)不考慮當(dāng)今的生態(tài)設(shè)計(jì),從而增加了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,增加了元件的數(shù)量。電子線路的環(huán)保影響通常低于工作能耗,延長(zhǎng)的使用壽命可以彌補(bǔ)增加的復(fù)雜性。
1 橋式整流器導(dǎo)電流引起的電源輸入溫度變化
功率電子是所有應(yīng)用和產(chǎn)品的重要組成部分,特別是在生態(tài)設(shè)計(jì)中,因?yàn)樽酉到y(tǒng)通過(guò)效率影響環(huán)保效率,如效率低意味著應(yīng)用產(chǎn)品必須使用更大的散熱器,以便在生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中消耗更多的能量,并使用更多的能量進(jìn)行運(yùn)輸和回收。因此,建議設(shè)計(jì)師考慮最高效率和更大的輸入電壓范圍,以減少元件的數(shù)量,獲得最大的靈活性,因?yàn)檫@部分以后不能改變,比如用軟件修改。
在照明應(yīng)用中,使用LED解決方案是大勢(shì)所趨。除了效率更高,LED使用壽命長(zhǎng),LED驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能多地使用LED長(zhǎng)期使用壽命。2.這種照明方案的示意。
2 LED照明方案示意
路燈照明是這種照明方案的一個(gè)特殊例子,沒(méi)有其他照明應(yīng)用結(jié)合溫度、濕度、振動(dòng)等不斷變化的環(huán)境因素,以及高效、高可靠性、低功耗需求,考慮照明解決方案,也考慮大規(guī)模生產(chǎn),承受相應(yīng)的價(jià)格壓力。隨著燈泡功耗的變化,溫度將從-40開(kāi)始℃變?yōu)?5℃,導(dǎo)致溫度急劇上升。必須注意的是,每個(gè)(每日)導(dǎo)通周期都會(huì)引起一個(gè)溫度周期,這意味著在系統(tǒng)層面,燈泡在5年內(nèi)會(huì)有近2000個(gè)溫度周期,給系統(tǒng)帶來(lái)很大的應(yīng)力。
由于路燈照明的成本是城市預(yù)算的重要組成部分,人們特別關(guān)注高效的能力,以幫助降低路燈的運(yùn)行成本。目標(biāo)是使用最少的電能來(lái)提供街道或人行道所需的足夠亮度,這不包括后續(xù)的維護(hù)成本。如果燈泡使用壽命較短,其維護(hù)成本將相當(dāng)可觀。根據(jù)每六個(gè)居民使用一盞路燈的比例,粗略估計(jì)一定人口使用路燈的方法,按照這個(gè)比例,德國(guó)大約有1330萬(wàn)盞路燈,節(jié)能潛力驚人。因此,許多城市和社區(qū)轉(zhuǎn)向使用這些新型LED照明方案也就不足為奇了,部分更換整個(gè)燈泡,或更換燈頭。