戶(hù)外LED驅(qū)動(dòng)電源如何防雷
戶(hù)外照明在國(guó)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(hù)外LED照明驅(qū)動(dòng)電源在設(shè)計(jì)時(shí)必須要重點(diǎn)評(píng)估諸如因防水、高溫、雷擊等因素而引發(fā)的問(wèn)題。本文將針對(duì)其中的防雷要求作重點(diǎn)討論。
雷擊是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象,特別是在雨季尤為常見(jiàn)。其所帶來(lái)的危害和損失全球每年以千億美元來(lái)計(jì)。雷擊分為直接雷和間接雷,間接雷主要包括傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷。由于直接雷所帶來(lái)的能量沖擊非常大,破壞力極強(qiáng),一般電源是無(wú)法承受的。故本文要討論的是指間接雷,包括傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷二種雷擊類(lèi)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,可以是浪涌電壓也可以是浪涌電流。沿著電源線(xiàn)或其它路徑(傳導(dǎo)雷)或通過(guò)電磁場(chǎng)(感應(yīng)雷)而傳送至電源線(xiàn)路。其波形特征是先快速上升然后慢慢下降。這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)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(huà),即便是瞬態(tài)的浪涌沖擊沒(méi)有對(duì)器件造成損壞也可能會(huì)干擾程序的正常運(yùn)行,從而發(fā)出錯(cuò)誤性指令,致使電源無(wú)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(duì)戶(hù)外LED照明驅(qū)動(dòng)電源而言,使用環(huán)境決定了防雷擊是衡量其性能的一個(gè)重要陳浩專(zhuān)欄指標(biāo)。故防雷設(shè)計(jì)對(duì)戶(hù)外LED電源來(lái)說(shuō)是必須要考量的。圖1所示的是一個(gè)電源AC輸入端典型的防雷電路,其主要的是機(jī)理是吸收雷擊所帶來(lái)的瞬態(tài)能量或?qū)⒛芰客ㄟ^(guò)預(yù)定的路徑泄放到大地,從而避免對(duì)電源后端的沖擊。
該設(shè)計(jì)包含了二級(jí)防護(hù)電路,一級(jí)保護(hù)電路由保險(xiǎn)絲FUSE、壓敏電阻器MOV1,氣體放電管AR3組成;二級(jí)保護(hù)電路由壓敏電阻器MOV2、MOV3,氣體放電管AR1、AR2;二級(jí)防護(hù)的作用各有不同,一級(jí)保護(hù)電路主要負(fù)責(zé)處理差模浪涌,對(duì)電源端口的差模浪涌電壓進(jìn)行瞬間吸收。二級(jí)保護(hù)電路主要負(fù)責(zé)處理共模浪涌,通過(guò)壓敏電阻、防雷管的有效吸收及對(duì)地的能量泄放,使浪涌沖擊在經(jīng)過(guò)此級(jí)保護(hù)電路后大大降低。
防雷是一種約定俗成的習(xí)慣稱(chēng)謂,轉(zhuǎn)化為對(duì)電源的要求來(lái)說(shuō)是指電源要具備防浪涌沖擊的一種能力。LED驅(qū)動(dòng)電源在安規(guī)認(rèn)證上要求要對(duì)其進(jìn)行浪涌(沖擊)抗干擾度試驗(yàn),以保證電源具有一定的抗干擾能力。國(guó)內(nèi)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T17626.5《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)試技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)》,此標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC61000-4-5:2005。
LED驅(qū)動(dòng)電源是作為L(zhǎng)ED燈具的一個(gè)部件而存在的,當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)電源與LED模塊分別放置時(shí),LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出端口和LED模塊輸入端口須滿(mǎn)足此標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定:能承受線(xiàn)與線(xiàn)間2kV、線(xiàn)與地間4kV(即差模2KV、共模4KV的標(biāo)準(zhǔn))的浪涌沖擊。同時(shí)對(duì)LED燈具交流電源端口同樣有此要求。
目前LED戶(hù)外驅(qū)動(dòng)電源在對(duì)防雷擊方面還是一個(gè)比較難突破的問(wèn)題。當(dāng)然,電子技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在,從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)都不是很大的挑戰(zhàn),只是因?yàn)長(zhǎng)ED燈具對(duì)電源整體尺寸有要求和限制,在一個(gè)有限的空間內(nèi)設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足防雷要求的電源則顯得還不是那么容易。一般地,現(xiàn)行的GB/T17626.5只建議產(chǎn)品要滿(mǎn)足差模2KV、共模4KV的標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上,此規(guī)格遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際的要求,尤其是用于特殊條件如港口碼頭、周邊有大型機(jī)電設(shè)備的工廠或雷擊多發(fā)區(qū)。
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