1引言 机场助航灯光系统是保障飞机安全起飞、着陆和场内安全运行的重要保障设施,对飞机的安全运行起到非常重要的作用。对于助航灯光产品来说,随着近年来LED光源技术的迅速发展,将LED光源应用到助航灯光产品中,已经成为助航灯光行业大力发展的方向。 2助航灯光系统供电回路现状及存在的问题 目前,国内机场助航灯光回路通常采用并联和串联接线两种供电接线方式。 2.1 并联供电方式 该供电接线方式需要的设备较少,接线较为简单,从低压开关柜直接引出供电线路,在各灯具附近的铸铁灯箱内将线路分接,直接为灯具供电。此时的灯具光源为220V的白炽灯或节能型灯具。由于采用低压供电,为减少线路电压降,需要增加供电线路的线径,造成初次投资的费用较大。该方案总体上线路上能耗较大,投资较大。 2.2串联供电方式 该供电方式组成回路的设备主要包括恒流调光器、灯光单芯电缆、隔离变压器、二次电缆和卤素光源灯具。若需要对灯光设备的状态进行监视或控制,还需要增加单灯监控装置。串联供电方式其原理图如图1所示。 图1 串联供电原理图 恒流调光器是串联供电回路中的主要控制设备,它为灯光回路产生交流恒流电源。助航灯光需要根据天气的变化进行五级调光。调光主要通过调光器来实现,调光器各光级和各级所需要的电流如表1所示。 表1 调光器光级和各光级需要的电流
从目前来看,该系统所采用的灯具光源以卤素光源为主,其功率较大。同时卤素光源设计的寿命标称值一般为1 500h,对于大型的机场,其维修压力大。但LED光源还远未在助航灯光系统中得到广泛运用。现有的灯光系统亟待引进LED光源的运用。 3 LED光源调光控制系统 3.1 系统的提出 由于LED光源与传统的卤素光源的发光材料、机理以及工作方式均有着显著的不同,因此,目前基于LED光源的助航灯光产品已经呈现出多元化发展。下面就该系统的组成、工作原理以及与传统系统的比较进行详细分析。 3.2 LED光源技术和调光原理 1)LED光源技术 LED的心脏是一个半导体的晶片,它是由两部分构成,一部分是P型半导体,另一部分是N型半导体,连接起来就形成一个“P-N结”。当电流作用于晶片时,带负电的电子被推向P区,并与带正电的空穴复合,电子和空穴消失的同时产生光能,这就是LED发光的原理。 2)LED调光原理 目前,主要采用的LED调光技术为脉宽调制(PWM)调光法,它通过改变脉冲宽度的方法,来改变LED的亮度。如图2所示,假如脉冲的周期为tpwm,脉冲宽度为ton,那么其工作比D(或称为孔度比)就是ton/tpwm,改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度。 图2 PWM调光脉冲图 3.3 助航灯光调光控制系统 1)LED助航灯具的调光原理 现行的助航灯光系统中,各主要助航灯具均是基于五级光强运行的,要将LED光源技术运用于助航灯光系统中,也需要符合五级光强的要求,需要对LED光源进行调光。采用了LED光源后,由于LED颗粒的节能性达到70%~90%,因而对于采用了PWM调光法的LED灯具来说,LED光源的电流可以是恒定的,所不同的是ton/tpwm孔度比的大小。因此,采用PWM的LED助航灯具内部的LED晶体可以工作在恒定电流下,通过灯具电路探测外部的2.8A~6.6A电流的大小,并设置ton/tpwm孔度比,来实现LED灯具的1~5级光强。 1/2 12下一页尾页 |