انتخاب محافظت از مدار مناسب برای LED ها

تقریباً 25 درصد از مصرف انرژی جهانی به برنامه های روشنایی می رود ، بنابراین باعث می شود که نورپردازی بیشتر با انرژی کارآیی داشته باشد می تواند تأثیر چشمگیری در مصرف انرژی کلی داشته باشد یا انرژی بیشتری را برای سایر مصارف در دسترس قرار دهد. قانونی که برای جلوگیری از استفاده از لامپ های رشته ای طراحی شده است ، عامل مهمی در رشد تقاضا برای تجهیزات روشنایی LED بوده است. در عین حال ، هم مصرف کنندگان و هم کاربران صنعتی به طور فزاینده ای به گزینه های روشنایی با انرژی علاقه دارند و باعث تحریک بیشتر تقاضا برای روشنایی LED می شوند.

نوآوری های فنی که بر راندمان LED تأثیر می گذارد (بیشتر لومن در هر وات) ، اپتیک ثانویه (لنزهای بهتر/بازتابنده) و اتلاف حرارتی به طور فزاینده ای به نورپردازی LED اجازه می دهد تا منابع نوری میراث مانند بخار جیوه ، هالید فلزی و چراغ بخار سدیم را در کاربردهای فضای باز جایگزین کند. با این حال ، روشنایی LED در فضای باز می تواند بسیار گران باشد. بازپرداخت باید براساس تقاضای پایین تر وات ، هزینه های نگهداری پایین تر و عمر عملیاتی طولانی تر تعیین شود. برای جلوگیری از روشنایی LED در فضای باز در یک دوره بازپرداخت سرمایه گذاری در حدود پنج سال ، دوام بالا و قابلیت اطمینان ضروری است. حوادث افزایشی گذرا در خطوط برق AC تهدیدی جدی برای وسایل روشنایی LED در فضای باز است.

افزایش غیرمستقیم ناشی از رعد و برق

هر زمان که دستگاه های الکتریکی روشن یا خاموش شوند ، افزایش موقت ولتاژ می تواند بر خطوط برق AC در نزدیکی تأثیر بگذارد. به طور مشابه ، اعتصابات رعد و برق (شکل 1) می تواند باعث افزایش موقت در خطوط برق AC بویژه در محیط های فضای باز شود.

انرژی رعد و برق غیرمستقیم می تواند بر تاسیسات روشنایی LED در فضای باز تأثیر منفی بگذارد. محافظت از ولتاژ گذرا برای از بین بردن خرابی های میدانی ناشی از محیط الکتریکی بسیار مهم است. لامپ ها در حالت های دیفرانسیل و مشترک در برابر آسیب پذیری آسیب پذیر هستند:

mode حالت دیفرانسیل: ولتاژ بالا/جریان گذرا بین پایانه های LN یا LL یک لامپ می تواند به اجزای موجود در واحد منبع تغذیه یا صفحه ماژول LED آسیب برساند.

mode حالت مشترک: ولتاژ بالا/جریان جریان بین LG (زمین) یا NG (زمین) لامپ می تواند بیش از عایق ایمنی در واحد منبع تغذیه یا صفحه ماژول LED ، از جمله LED به عایق سینک گرما باشد.

تولید کنندگان تجهیزات روشنایی LED به فیوزهای با دقت انتخاب شده متکی هستند ، واریستور اکسید فلزی (MOVS) و دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) برای رعایت استانداردهای مهم نظارتی و ایمنی مربوط به گذرا ولتاژ. ایالات متحده راه را برای ایجاد استانداردهای عملکردی و ایمنی یکنواخت برای روشنایی تجاری داخلی و جاده در فضای باز ، پارکینگ و روشنایی گاراژ پیش می برد.

تست افزایش موقت ولتاژ در هر IEC 61000-4-5 یک الزام جهانی برای مجامع روشنایی LED است ، به جز در ایالات متحده ، که مجموعه استانداردهای خاص خود را دارد. علاوه بر این ، بخشی از IEC61547 ، 'تجهیزات برای اهداف روشنایی عمومی ، ' نیاز به تست ایمنی الکترومغناطیسی (EMC) دارد. شکل 2 دو شکل موج را نشان می دهد که زمان افزایش و مدت زمان ولتاژ و جریان آزمون را تعریف می کنند. شکل موج آزمایش ترکیبی 1.xn-2550S-QMA265B ولتاژ مدار باز و شکل موج جریان کوتاه مدار کوتاه 8 8 8 است. برای انجام این آزمایش ، جریان اوج مشخص شده با کوتاه کردن خروجی به زمین قبل از اتصال به لامپ ، بر روی ژنراتور افزایش یافته است.

برای جلوگیری از خسارت ناشی از افزایش انرژی ، افزایش قابلیت اطمینان ، به حداقل رساندن نگهداری و افزایش عمر مفید نصب روشنایی در فضای باز ، یک مدار سرکوب افزایشی قوی ضروری است. شکل 3 عناصر مختلفی را نشان می دهد که اغلب در یک مدار حفاظت از نور در خیابان گنجانیده می شوند.

فناوری MOV روشی مقرون به صرفه و بسیار مؤثر برای سرکوب گذرا در منبع تغذیه و سایر برنامه ها ، مانند ماژول های SPD است که اغلب در جلوی درایور LED قرار دارند.

MOV ها به گونه ای طراحی شده اند که گذرگاه های ولتاژ بیش از حد در میکرو ثانیه را گیره می کنند. با این حال ، هنگامی که در ماژول های SPD ساخته شده است ، MOV ها می توانند در معرض شرایط ولتاژ موقت ناشی از از بین رفتن خنثی یا سیم کشی نصب معیوب قرار بگیرند. این شرایط می تواند به شدت فشار بیاورد و باعث می شود که فراری حرارتی را تجربه کند و در نتیجه دود ، گرمای بیش از حد و احتمالاً آتش سوزی ایجاد شود. استانداردهای ایمنی آمریکای شمالی برای SPD (از جمله UL 1449) شرایط غیرعادی را تعریف می کند که تحت آن باید دستگاه ها برای اطمینان از ایمنی SPD آزمایش شود. طرح های SPD قوی دارای قطع حرارتی برای محافظت از حرکات در برابر فراری حرارتی است.

MOV ها پس از قرار گرفتن در معرض افزایش بزرگ یا چندین افزایش کوچک ، به طور پیوسته تخریب می شوند که منجر به افزایش جریان نشت MOV می شود. حتی در شرایط عادی (به عنوان مثال ، 120 VAC/240 VAC ولتاژ عملیاتی) ، این تخریب باعث افزایش دمای MOV می شود. از یک قطع حرارتی که در کنار MOV قرار دارد می تواند برای افزایش افزایش دمای MOV استفاده شود زیرا همچنان به وخامت می رود. هنگامی که MOV به پایان عمر عملیاتی خود می رسد ، قطع حرارتی مدار را باز می کند ، MOV تخریب شده را از مدار جدا کرده و از خرابی فاجعه بار آن جلوگیری می کند.

نشانه پایان عمر/جایگزینی

هنگامی که یک MOV از مدار جدا شود ، SPD دیگر سرکوب افزایشی را فراهم نمی کند. برای جلوگیری از آسیب رساندن به افزایش فیکسچر ، طراح مدار باید روشی را اجرا کند که به پرسنل تعمیر و نگهداری هشدار دهد که SPD نیاز به تعویض دارد. طراحان لامپ دارای دو نوع اصلی از تنظیمات ماژول SPD هستند که بسته به نوع نگهداری و استراتژی های ضمانت آنها ، از آن انتخاب می شوند: زیر مجموعه های حفاظت از افزایش موازی و سری.

connection اتصال موازی: ماژول SPD به طور موازی با بار متصل می شود. در اینجا ، یک ماژول SPD که به وضعیت پایان عمر رسیده است ، از منبع تغذیه جدا می شود در حالی که واحد منبع تغذیه AC/DC انرژی می بخشد. فیکسچر روشنایی هنوز کار می کند ، اما واحد منبع تغذیه و ماژول LED دیگر از افزایش بعدی محافظت نمی شوند. امروزه ، ماژول های SPD با LED های کوچک که به عنوان شاخص های جایگزینی عمل می کنند ، مانند یک LED سبز که نشانگر یک ماژول SPD آنلاین یا LED قرمز است که نشانگر ماژول SPD آفلاین است ، در دسترس هستند. همچنین می توان با استفاده از یک مرکز مدیریت نور با سیم های نشانگر پایان زندگی ماژول SPD به جای قرار دادن شاخص ها در هر فیکسچر روشنایی ، نیاز به تعویض ماژول SPD را از راه دور نشان داد.

connection اتصال سری: در این پیکربندی ، ماژول SPD به صورت سری با بار متصل می شود. یک ماژول SPD در پایان عمر خود از منبع تغذیه جدا می شود ، که نور را خاموش می کند و نشانگر نیاز به یک تماس تعمیر و نگهداری است. ماژول SPD قطع شده نه تنها چراغ را خاموش می کند بلکه واحد منبع تغذیه AC/DC را از اعتصابات افزایشی آینده جدا می کند. این پیکربندی محبوبیت در حال رشد است زیرا از سرمایه گذاری لامپ محافظت می کند در حالی که ماژول SPD در انتظار جایگزینی است. همچنین جایگزینی یک ماژول SPD متصل به سری بسیار مقرون به صرفه تر از جایگزینی کل لامپ است ، مانند مورد یک ماژول SPD متصل به موازی.

پایان

نصب یک ماژول SPD در مقابل واحد منبع تغذیه LED ، محافظت موثری برای سیستم های روشنایی فراهم می کند. قرار دادن قطع ارتباطات حرارتی در این ماژول ها ، ایمنی کلی آنها را بهبود می بخشد و به آنها در دستیابی به گواهینامه UL 1449 کمک می کند. برای اجازه دادن به وسایل LED ، سرمایه گذاری اولیه خود را بازپرداخت می کند ، طراحان باید مکانیسم هایی را برای نشان دادن ماژول های SPD خود نیاز به تعویض داشته باشند.

برای اطلاعات بیشتر ، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید: www.yint-electronic.com