戶外LED驅(qū)動電源的防雷要求

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2014-04-29

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 戶外照明在國內(nèi)外眾多的示范工程中得到廣泛應(yīng)用,，基于其苛刻的使用環(huán)境，戶外LED照明驅(qū)動電源在設(shè)計時必須要重點評估諸如因防水,、高溫,、雷擊等因素而引發(fā)的問題。本文將針對其中的防雷要求作重點討論,。

雷擊是一種常見的自然現(xiàn)象,，特別是在雨季尤為常見。其所帶來的危害和損失全球每年以千億美元來計,。雷擊分為直接雷和間接雷,，星級酒店照明燈具，CCC認(rèn)證,，間接雷主要包括傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷,。由于直接雷所帶來的能量沖擊非常大，破壞力極強,，一般電源是無法承受的,。故本文要討論的是指間接雷，恒光電器,照亮您的生活,，包括傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷二種雷擊類型,。

雷擊所形成的浪涌沖擊是一種瞬態(tài)波，是一種瞬變干擾,，室外照明,，可以是浪涌電壓也可以是浪涌電流。沿著電源線或其它路徑(傳導(dǎo)雷)或通過電磁場(感應(yīng)雷)而傳送至電源線路,。其波形特征是先快速上升然后慢慢下降,。這種現(xiàn)象會對電源產(chǎn)生致命的影響，由于其產(chǎn)生的瞬間的浪涌沖擊遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一般電子器件的電性應(yīng)力,，導(dǎo)致的直接結(jié)果是電子元件損壞,。

如果是智能電源的話，即便是瞬態(tài)的浪涌沖擊沒有對器件造成損壞也可能會干擾程序的正常運行,，質(zhì)量,，從而發(fā)出錯誤性指令，致使電源無法按預(yù)期的指令工作,。這也很好的解釋了為什么浪涌(沖擊)抗擾度在安規(guī)認(rèn)證中是屬于電磁兼容的范疇,。

對戶外LED照明驅(qū)動電源而言，使用環(huán)境決定了防雷擊是衡量其性能的一個重要陳浩專 欄指標(biāo),。故防雷設(shè)計對戶外LED電源來說是必須要考量的,。圖1所示的是一個電源AC輸入端典型的防雷電路,，其主要的是機理是吸收雷擊所帶來的瞬態(tài)能量或?qū)⒛芰客ㄟ^預(yù)定的路徑泄放到大地，從而避免對電源后端的沖擊,。

該設(shè)計包含了二級防護電路,，一級保護電路由保險絲FUSE、壓敏電阻器MOV1,，氣體放電管AR3組成,；二級保護電路由壓敏電阻器MOV2、MOV3,，氣體放電管AR1,、AR2；二級防護的作用各有不同,，一級保護電路主要負(fù)責(zé)處理差模浪涌，對電源端口的差模浪涌電壓進行瞬間吸收,。二級保護電路主要負(fù)責(zé)處理共模浪涌,，通過壓敏電阻、防雷管的有效吸收及對地的能量泄放,，使浪涌沖擊在經(jīng)過此級保護電路后大大降低,。

防雷是一種約定俗成的習(xí)慣稱謂，轉(zhuǎn)化為對電源的要求來說是指電源要具備防浪涌沖擊的一種能力,。LED驅(qū)動電源在安規(guī)認(rèn)證上要求要對其進行浪涌(沖擊)抗干擾度試驗,，以保證電源具有一定的抗干擾能力。國內(nèi)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 17626.5《電磁兼容試驗和測試技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗》,，此標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC 61000-4-5：2005,。

LED驅(qū)動電源是作為LED燈具的一個部件而存在的，當(dāng)LED驅(qū)動電源與LED模塊分別放置時,，LED驅(qū)動電源的輸出端口和LED模塊輸入端口須滿足此標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：能承受線與線間2kV,、線與地間4kV(即差模2KV、共模4KV的標(biāo)準(zhǔn))的浪涌沖擊,。同時對LED燈具交流電源端口同樣有此要求,。

目前LED戶外驅(qū)動電源在對防雷擊方面還是一個比較難突破的問題。當(dāng)然,，電子技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在,，恒光電器，從技術(shù)層面來說都不是很大的挑戰(zhàn),，只是因為LED燈具對電源整體尺寸有要求和限制,，在一個有限的空間內(nèi)設(shè)計出滿足防雷要求的電源則顯得還不是那么容易。一般地,，ROSH認(rèn)證,， led質(zhì)量,，現(xiàn)行的GB/T 17626.5只建議產(chǎn)品要滿足差模2KV、共模4KV的標(biāo)準(zhǔn),。事實上,，LED球泡燈，此規(guī)格遠(yuǎn)不能滿足實際的要求,，裝修照明,，尤其是用于特殊條件如港口碼頭、周邊有大型機電設(shè)備的工廠或雷擊多發(fā)區(qū),。

為了解決這一矛盾,，很多工程企業(yè)往往是通過增加一個獨立的浪涌抑制器來解決。通過在輸入與戶外LED驅(qū)動電源(不限于LED驅(qū)動電源,，可泛指電子設(shè)備,，下同)間增加一個獨立的防雷設(shè)備，以此來化解雷擊對戶外LED驅(qū)動電源的威脅,，從而極大地保證了電源的可靠性,。有必要指出，對于獨立式防雷器來說,，其參考標(biāo)準(zhǔn)與一體式的電源防雷標(biāo)準(zhǔn)不同,， LED置換工程，其參考的標(biāo)準(zhǔn)為IEC61643-1或EN61643-11,。獨立式防雷器一般都由多級防護線路組成,。為保護后級的電源設(shè)備， led質(zhì)量,，它必須保證經(jīng)過其多級保護后的殘余電壓小于后級電源能承受的浪涌沖擊電壓,，辦公照明，此值越小越好,，一般要求小于1.5KV,，設(shè)計比較好的產(chǎn)品此值可低于0.8KV。

事實上,，LED筒燈,，電源除了在遭受雷擊外，在接通,、斷開電感,、容性負(fù)載或大型負(fù)載、電力系統(tǒng)的切換,、與開關(guān)器件相關(guān)聯(lián)的諧振現(xiàn)象及各種系統(tǒng)故障如系統(tǒng)組合對接地系統(tǒng)的短路和電弧故障均會產(chǎn)生很高的瞬時過電壓(或過電流),。例如大功率驅(qū)動電源在開通瞬間，特別是在冷啟機條件下,，會產(chǎn)生一個很大的浪涌電流流入電源設(shè)備,，是因為電源里面有很多不同用途的電容,，尤其是用于PFC(功率因數(shù)調(diào)整)線路后的高壓、大容量的電解電容,，在啟機前電壓很低,，在接通市電很短的時間內(nèi)對電容迅速充電，該峰值電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)條件下的輸入電流,。

如果同時恰好在輸入電壓為90度相位角時接通,，這個時候的沖擊電流會更大。

如何保證戶外LED驅(qū)動電源滿足防雷的要求,，除了設(shè)計相應(yīng)的防雷電路外,，超市照明，同時要充分考慮到元件的應(yīng)力能力,，尤其是電源輸入端的壓敏電阻,、放電管、整流橋,、保險絲,、EMI濾波等器件，要充分考慮到可能承受的浪涌水平,。至少要保證滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如GB/T 17625.6(等同采用IEC61000-4-5：2005)或IEC61643-1或EN61643-11的基本要求,。

此外,，在驅(qū)動電源的正確安裝和使用方面也有一些事項值的注意,。如電源必須可靠接地，以保證沖擊能量有固定路徑可泄放,；采用專用線路為戶外驅(qū)動電源供電,，避免周邊有大型的機電設(shè)備以避免在機電設(shè)備啟動時產(chǎn)生浪涌沖擊；合理控制每條支路上燈具(或電源)的負(fù)載總量,，避免因負(fù)載太大開機瞬間產(chǎn)生浪涌沖擊,；合理配置閘刀，開或關(guān)須逐級進行,。這些都可有效地避免帶來操作浪涌沖擊,，從而使得LED驅(qū)動電源能更可靠的工作。