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抑制浪涌 维护户外LED照明系统方案

2015-12-29 00:12
姚看江湖
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  为满足过压瞬变相关的重要法规和安全标准,LED照明设备制造商依赖于精心挑选的保险丝、金属氧化物压敏电阻(MOV),以及瞬态电压抑制(TVS)二极管。美国正带头为一些室内商业照明,以及室外道路、停车场和车库照明,建立统一的性能和安全标准。

  除了美国拥有一套自己的标准,IEC 61000-4-5的过压瞬变浪涌测试,是针对LED照明组件的全球性要求。此外,“一般照明用设备”IEC 61547中,还要求进行电磁兼容(EMC)抗扰度测试。图2显示了测试电压和电流上升时间和持续时间的两个波形定义。测试波形是一个1.2x50μs开路电压波形和一个8x20μs短路电流波形的组合。为了进行该测试,在连接到灯具之前,通过将输出对地短路而在浪涌发生器上,对指定的峰值电流进行校准。

抑制浪涌 维护户外LED照明系统方案

  图2 IEC 61000-4-5浪涌抗扰度测试波形:1.2×50μs开路电压和8×20μs短路电流。

  为了防止因浪涌能量造成的损坏,提高户外照明装置的可靠性、减少维护并延长使用寿命,强大的浪涌抑制电路必不可少。图3所示的是通常纳入到路灯浪涌保护电路中的各种组件。

抑制浪涌 维护户外LED照明系统方案

  图3 LED路灯保护方案

  MOV有助SPD抑制瞬变

  在电源供应器和诸如通常被置于LED驱动器前端的浪涌保护组件(Surge Protection Device,SPD)模块的其他应用中,金属氧化物压敏电阻技术是抑制瞬变的一种既实惠又极其有效的方法。MOV的设计目的,是在微秒时间内钳制过压瞬变。然而,内置于SPD模块之中,MOV便会受到因中性点丢失或错误的安装接线,引起的暂时过电压条件的影响。这些条件会对MOV造成严重压力,导致其经历热失控,从而造成冒烟、过热和可能的火灾。北美关于SPD的安全标准(包括UL1449),定义了确保SPD安全的典型测试条件。过热断开保护是可靠的SPD设计的特点,目的在于保护MOV免受热失控。

  暴露于一次大浪涌或多次小浪涌之后,MOV的性能往往会逐步下降,从而导致MOV漏电流增加。即使在正常条件下(如120VAC/240VAC工作电压),这种退化也会增加MOV的温度。至于MOV旁边的一个过热断开装置,可以被用来感测MOV,因其性能持续退化导致的温度增加。当MOV使用寿命结束时,过热断开装置将打开电路,将退化的MOV从电路中移除,并防止灾难性的故障发生。

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