Επιλέγοντας την προστασία του δεξιού κυκλώματος για LED

Περίπου το 25 % της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας πηγαίνει σε εφαρμογές φωτισμού, οπότε ο φωτισμός πιο ενεργειακά αποδοτικός θα μπορούσε να έχει δραματικό αντίκτυπο στη συνολική χρήση της ενέργειας ή να κάνει περισσότερη ισχύ για άλλες χρήσεις. Η νομοθεσία που αποσκοπεί στην αποθάρρυνση της χρήσης λαμπτήρων πυρακτώσεως αποτελεί σημαντικό παράγοντα στην αύξηση της ζήτησης εξοπλισμού φωτισμού LED. Ταυτόχρονα, τόσο οι καταναλωτές όσο και οι βιομηχανικοί χρήστες ενδιαφέρονται ολοένα και περισσότερο για ενεργειακά αποδοτικές επιλογές φωτισμού, ενθαρρύνοντας περαιτέρω τη ζήτηση για φωτισμό LED.

Οι τεχνικές καινοτομίες που επηρεάζουν την αποδοτικότητα LED (περισσότερο lumens ανά watt), δευτερεύουσα οπτική (καλύτεροι φακοί/ανακλαστήρες) και η θερμική απόσπαση επιτρέπουν όλο και περισσότερο τον φωτισμό LED να αντικαταστήσουν τις πηγές φωτός κληρονομιάς όπως ατμό υδραργύρου, μεταλλικό αλογονίδιο και φώτα ατμών νατρίου σε εξωτερικές εφαρμογές. Ωστόσο, ο εξωτερικός φωτισμός LED μπορεί να είναι πολύ ακριβός στην εγκατάσταση. Η απόσβεση πρέπει να καθορίζεται με βάση τις χαμηλότερες απαιτήσεις της ισχύος, το χαμηλότερο κόστος συντήρησης και τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Για να αποφευχθεί ο φωτισμός LED υπαίθριων LED από την αντιμετώπιση αποτυχιών εντός μιας περιόδου αποζημίωσης επενδύσεων περίπου πέντε ετών, η υψηλή ανθεκτικότητα και η αξιοπιστία είναι απαραίτητες. Τα συμβάντα παροδικής αύξησης στις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας AC αντιπροσωπεύουν σοβαρή απειλή για υπαίθρια φωτιστικά LED.

Έμμεσες επαγόμενες από αστραπές

Κάθε φορά που ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται οι ηλεκτρικές συσκευές, η υπερβολή των μεταβατικών υπερχείλισης υπερνικά μπορεί να επηρεάσει τις κοντινές γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας AC. Ομοίως, οι απεργίες αστραπής (Εικόνα 1) μπορούν να δημιουργήσουν παροδικές υπερτάξεις στις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας AC, ειδικά σε υπαίθρια περιβάλλοντα.

Η έμμεση ενέργεια αστραπής μπορεί να επηρεάσει δυσμενώς τις εγκαταστάσεις φωτισμού LED. Η προστασία της παροδικής τάσης είναι ζωτικής σημασίας για την εξάλειψη των αποτυχιών του πεδίου που οδηγούνται από το ηλεκτρικό περιβάλλον. Τα φωτιστικά είναι ευάλωτα σε ζημιές τόσο στις διαφορικές όσο και στις κοινές λειτουργίες:

● Διαφορική λειτουργία: Μεταβατική υψηλής τάσης/ρεύματος μεταξύ των ακροδεκτών LN ή LL ενός φωτεινού φωτισμού θα μπορούσε να βλάψει τα εξαρτήματα στη μονάδα τροφοδοσίας ή την πλακέτα ενότητας LED.

● Κοινή λειτουργία: Μεταβατική υψηλή τάση/ρεύμα μεταξύ της LG (Earth) ή Ng (Earth) του φωτιστικού θα μπορούσε να σπάσει τη μόνωση ασφαλείας στη μονάδα τροφοδοσίας ή την πλακέτα ενότητας LED, συμπεριλαμβανομένης της LED σε μόνωση θερμότητας.

Οι κατασκευαστές εξοπλισμού φωτισμού LED βασίζονται σε προσεκτικά επιλεγμένες ασφάλειες, Varistors μετάλλου οξειδίου (MOVS) και Διόδες παροδικής καταστολής τάσης (TVS) για την εκπλήρωση σημαντικών ρυθμιστικών και προτύπων ασφαλείας που σχετίζονται με τα μεταβατικά φραγκοστάφυλα. Οι Ηνωμένες Πολιτείες οδηγούν το δρόμο για την καθιέρωση ομοιόμορφων προτύπων απόδοσης και ασφάλειας τόσο για τον εσωτερικό εμπορικό φωτισμό όσο και για τον εξωτερικό δρόμο, το χώρο στάθμευσης και τον φωτισμό του γκαράζ.

Η υπερεκμετάλλευση των μεταβατικών δοκιμών υπερχείλισης ανά IEC 61000-4-5 είναι μια παγκόσμια απαίτηση για συγκροτήματα φωτισμού LED, εκτός από τις Ηνωμένες Πολιτείες, η οποία έχει το δικό της σύνολο προτύπων. Επιπλέον, μέρος του IEC61547, 'Εξοπλισμός για γενικούς σκοπούς φωτισμού, ' απαιτεί δοκιμή ανοσίας ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC). Το σχήμα 2 δείχνει δύο κυματομορφές που καθορίζουν το χρόνο αύξησης και τη διάρκεια της τάσης δοκιμής και του ρεύματος. Η κυματομορφή δοκιμής είναι ένας συνδυασμός 1.xn--250s-qma265b τάση ανοικτού κυκλώματος και κυματομορφή βραχυκυκλώματος 8 × 20μS. Για να διεξαχθεί αυτή η δοκιμή, το καθορισμένο ρεύμα κορυφής βαθμονομείται στη γεννήτρια κύματος συντομεύοντας την έξοδο στη γείωση πριν από τη σύνδεση με το φωτιστικό.

Για να αποφευχθεί η ζημιά που προκαλείται από την ενέργεια της αύξησης, να ενισχύσει την αξιοπιστία, να ελαχιστοποιήσετε τη συντήρηση και να επεκτείνετε την ωφέλιμη ζωή μιας εγκατάστασης υπαίθριου φωτισμού, είναι απαραίτητο ένα ισχυρό κύκλωμα καταστολής. Το σχήμα 3 απεικονίζει τα διάφορα στοιχεία που συχνά ενσωματώνονται σε ένα κύκλωμα προστασίας του φωτός του δρόμου.

Η τεχνολογία MOV είναι μια προσιτή, εξαιρετικά αποτελεσματική μέθοδος για την καταστολή των μεταβατικών παροχών και άλλων εφαρμογών, όπως οι μονάδες SPD που βρίσκονται συχνά μπροστά σε έναν οδηγό LED.

Τα MOVs έχουν σχεδιαστεί για να σφίγγουν τις μεταβατικές υπερτιμήσεις σε μικροδευτερόλεπτα. Ωστόσο, όταν είναι ενσωματωμένες σε μονάδες SPD, οι MOVs μπορούν να υπόκεινται σε προσωρινές συνθήκες υπέρτασης που προκαλούνται από απώλεια ουδέτερου ή με ελαττωματική καλωδίωση εγκατάστασης. Αυτές οι συνθήκες μπορούν να τονίσουν σοβαρά μια μετακίνηση και να προκαλέσουν τη δοκιμή θερμικής διαφυγής, με αποτέλεσμα τον καπνό, την υπερθέρμανση και ενδεχομένως τη φωτιά. Τα πρότυπα ασφαλείας της Βόρειας Αμερικής για SPDs (συμπεριλαμβανομένου του UL 1449) ορίζουν άτυπες συνθήκες υπό τις οποίες οι συσκευές πρέπει να δοκιμαστούν για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια SPD. Τα ισχυρά σχέδια SPD διαθέτουν θερμικές αποσυνδέσεις για την προστασία των MOVs από τη θερμική διαφυγή.

Οι MOVs τείνουν να υποβαθμίζονται σταθερά μετά από έκθεση σε μεγάλη αύξηση ή αρκετές μικρές υπερτάσεις, γεγονός που οδηγεί σε αυξανόμενο ρεύμα διαρροής MOV. Ακόμη και υπό κανονικές συνθήκες (π.χ. 120 VAC/240 Τάση λειτουργίας Vac), αυτή η αποικοδόμηση θα αυξήσει τη θερμοκρασία της MOV. Μια θερμική αποσύνδεση που τοποθετείται δίπλα στο MOV μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αισθανθεί την αύξηση της θερμοκρασίας MOV καθώς συνεχίζει να επιδεινώνεται. Όταν η MOV φτάσει στο τέλος της λειτουργικής ζωής του, η θερμική αποσύνδεση θα ανοίξει το κύκλωμα, θα αφαιρέσει την υποβαθμισμένη MOV από το κύκλωμα και θα αποτρέψει την καταστροφική του αποτυχία.

Ένδειξη για το τέλος της ζωής/αντικατάστασης

Μόλις αποσυνδεθεί ένα MOV από το κύκλωμα, το SPD δεν παρέχει πλέον καταστολή των κύματος. Για να αποτρέψει τις επακόλουθες υπερχείλιση από την καταστροφή του εξάρτημα, ο σχεδιαστής κυκλωμάτων θα πρέπει να εφαρμόσει μια μέθοδο που ειδοποιεί το προσωπικό συντήρησης που το SPD απαιτεί αντικατάσταση. Οι σχεδιαστές φωτιστικών έχουν δύο κύριους τύπους διαμορφώσεων μονάδων SPD από τις οποίες μπορούν να επιλέξουν, ανάλογα με τις στρατηγικές συντήρησης και εγγύησης: Παράλληλες και σειρές προστασίας προστασίας προστασίας.

● Παράλληλη σύνδεση: Η μονάδα SPD συνδέεται παράλληλα με το φορτίο. Εδώ, μια μονάδα SPD που έχει φτάσει στο τέλος της ζωής είναι αποσυνδεδεμένη από την πηγή ενέργειας, ενώ η μονάδα τροφοδοσίας AC/DC παραμένει ενεργοποιημένη. Το φωτισμό εξακολουθεί να λειτουργεί, αλλά η μονάδα τροφοδοσίας και η μονάδα LED δεν προστατεύονται πλέον από την επόμενη αύξηση. Σήμερα, οι μονάδες SPD είναι διαθέσιμες με μικρές λυχνίες LED που χρησιμεύουν ως δείκτες αντικατάστασης, όπως ένα πράσινο LED που υποδεικνύει μια ηλεκτρονική μονάδα SPD ή μια κόκκινη λυχνία LED που υποδεικνύει μια μονάδα SPD εκτός σύνδεσης. Είναι επίσης δυνατό να υποδείξουμε την ανάγκη για αντικατάσταση της μονάδας SPD εξ αποστάσεως χρησιμοποιώντας ένα κέντρο διαχείρισης φωτός με τα καλώδια ενδείξεων στο τέλος της ζωής SPD που συνδέονται με ένα δίκτυο έξυπνο σύστημα φωτισμού αντί να τοποθετούνται δείκτες σε κάθε φωτισμό.

● Σύνδεση σειράς: Σε αυτή τη διαμόρφωση, η μονάδα SPD συνδέεται σε σειρά με το φορτίο. Μια μονάδα SPD στο τέλος της ζωής της αποσυνδέεται από την πηγή ενέργειας, η οποία απενεργοποιεί το φως, υποδεικνύοντας την ανάγκη για κλήση συντήρησης. Η αποσυνδεδεμένη μονάδα SPD όχι μόνο απενεργοποιεί το φως αλλά απομονώνει τη μονάδα τροφοδοσίας AC/DC από τις μελλοντικές απεργίες. Αυτή η διαμόρφωση αυξάνεται σε δημοτικότητα επειδή προστατεύει την επένδυση φωτισμού, ενώ η μονάδα SPD αναμένει αντικατάσταση. Είναι επίσης πολύ πιο οικονομικό να αντικατασταθεί μια μονάδα SPD που συνδέεται με τη σειρά παρά να αντικαταστήσει ολόκληρο το φωτιστικό, όπως στην περίπτωση μιας παράλληλης συνδεδεμένης μονάδας SPD.

ΣΥΝΑΨΗ

Η εγκατάσταση μιας μονάδας SPD μπροστά από τη μονάδα τροφοδοσίας LED παρέχει αποτελεσματική προστασία για συστήματα φωτισμού. Η τοποθέτηση θερμικών αποσύνδεσης σε αυτές τις ενότητες βελτιώνει τη συνολική τους ασφάλεια και τους βοηθά να επιτύχουν την πιστοποίηση UL 1449. Για να επιτρέψουν τα φωτιστικά LED να επιστρέψουν την αρχική τους επένδυση, οι σχεδιαστές πρέπει να περιλαμβάνουν μηχανισμούς για να υποδείξουν τις μονάδες SPD τους απαιτούν αντικατάσταση.

Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφτείτε τη διεύθυνση: www.yint-electronic.com