LEDien oikean piirisuojauksen valitseminen

Noin 25 prosentilla maailmanlaajuisesta energiankulutuksesta menee valaistussovelluksiin, joten valaistuksen tekeminen energiatehokkaampaan voi olla dramaattinen vaikutus energian kokonaiskäyttöön tai antaa enemmän virtaa saataville muihin käyttötarkoituksiin. LED -valaistuslaitteiden kysynnän kasvussa on ollut lainsäädäntö, joka on suunniteltu estämään hehkulamppujen käyttöä. Samanaikaisesti sekä kuluttajat että teollisuuskäyttäjät ovat yhä kiinnostuneempia energiatehokkaista valaistusvaihtoehdoista, mikä edelleen stimuloi LED-valaistuksen kysyntää.

Tekniset innovaatiot, jotka vaikuttavat LED -tehokkuuteen (enemmän lumeneja wattia kohti), toissijaisen optiikan (paremmat linssit/heijastimet) ja lämpöhäviöt antavat yhä enemmän LED -valaistuksen korvaamaan vanhat valonlähteet, kuten elohopeahöyry, metallihalogenidi ja natriumhöyryvalot ulkosovelluksissa. Ulko -LED -valaistus voi kuitenkin olla erittäin kallista asentaa; Takaisinmaksu on määritettävä alhaisempien tehontarpeiden, alhaisempien ylläpitokustannusten ja pidemmän käyttöiän perusteella. Ulkoilman LED -valaistuksen estämiseksi vikoista noin viiden vuoden sijoitusmaksujaksolla, korkea kestävyys ja luotettavuus ovat välttämättömiä. AC -voimalinjojen ohimenevät ylitystapahtumat edustavat vakavaa uhkaa ulkoilun LED -valaisimille.

Epäsuorat salaman aiheuttamat nousut

Aina kun sähkölaitteet kytketään päälle tai pois päältä, ylijännitteen ohimenevät nousut voivat vaikuttaa lähellä oleviin vaihtovirtaviivoihin. Samoin salaman iskut (kuva 1) voivat tuottaa ohimeneviä nousuja vaihtovirtaviivoissa, etenkin ulkoympäristöissä.

Epäsuora salamanergia voi vaikuttaa ulkoilmavalaisimiin haitallisesti. Ohimeneväjännitesuojaus on välttämätöntä sähköympäristön ohjaamien kenttävirheiden poistamiseksi. Luminairit ovat alttiita vaurioille sekä differentiaali- että yhteisissä tiloissa:

● Differentiaalitila: Valaisimen LN- tai LL -päätteiden välinen korkeajännite/virta -ohimenevä voi vahingoittaa komponentteja virtalähdeyksikössä tai LED -moduulilevyssä.

● Yleinen tila: Valaisimen LG (maa) tai NG (maa) välinen korkea jännite/virta voi rikkoa turvallisuuseristyksen virtalähdeyksikössä tai LED-moduulilevyssä, mukaan lukien LEAD-lämmönalan eristys.

LED -valaistuslaitteiden valmistajat luottavat huolellisesti valittuihin sulakkeisiin, metallioksidi -varistorit (MOV) ja Ohimenevät jännitteen tukahduttaminen (TVS) diodit täydentävät tärkeitä sääntely- ja turvallisuusstandardeja, jotka liittyvät ylijännitteen transienteihin. Yhdysvallat on johtamassa tietä yhtenäisten suorituskyvyn ja turvallisuusstandardien perustamisessa sekä sisävalaistukselle että ulkotielle, parkkipaikalle ja autotallivalaistukselle.

Ylijännitteen ohimenevä lisäystestaus IEC 61000-4-5: n kohdalla on maailmanlaajuinen vaatimus LED-valaistuskokoonpanoille, paitsi Yhdysvalloissa, jolla on omat standardit. Lisäksi osa IEC61547: stä, 'Laitteet yleistä valaistustarkoituksia varten, ' vaatii sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC) immuniteettisen testauksen. Kuvio 2 esittää kaksi aaltomuotoa, jotka määrittelevät testijännitteen ja virran nousuajan ja keston. Testimuoto on yhdistelmä 1.xn-2550S-QMA265B avoimen piirin jännite ja 8 × 20 μs oikosulkuvirran aaltomuoto. Tämän testin suorittamiseksi määritetty huippuvirta kalibroidaan ylijännitysgeneraattorilla oikosuluttamalla lähtö maahan ennen yhteydenpitoa valaisimeen.

Ylivoiman energian aiheuttamien vaurioiden estämiseksi, luotettavuuden parantamiseksi, ylläpidon minimoimiseksi ja ulkovalaistuksen asennuksen käyttöikän pidentämiseksi on välttämätön vankka ylijännityksen tukahduttamispiiri. Kuvio 3 kuvaa eri elementtejä, jotka usein sisällytetään katuvalon ylijännitesuojapiiriin.

MOV -tekniikka on edullinen, erittäin tehokas menetelmä virtalähteiden ja muiden sovellusten transienttien tukahduttamiseksi, kuten LED -ohjaimen edessä usein sijaitsevat SPD -moduulit.

MOV: t on suunniteltu kiinnittämään ylikuormitussiirtot mikrosekunnissa. SPD -moduuleihin sisäänrakennettaessa MOV: iin voidaan kuitenkin kohdistaa väliaikaiset ylijännitteet, jotka johtuvat neutraalin menetyksestä tai viallisesta asennusjohdosta. Nämä olosuhteet voivat vakavasti korostaa MOV: tä ja aiheuttaa sen kokemaan lämpötilan, mikä johtaa savuan, ylikuumenemiseen ja mahdollisesti tulipaloon. Pohjois -Amerikan SPD: n turvallisuusstandardit (mukaan lukien UL 1449) määrittelevät epätyypilliset olosuhteet, joissa laitteet on testattava SPD -turvallisuuden varmistamiseksi. Vahvat SPD -mallit sisältävät lämpöympäristöt, jotka suojaavat Mov -arvoja lämpökarkaiselta.

MOV: t ovat yleensä heikentyneet tasaisesti altistumisen jälkeen suurelle nousulle tai usealle pienelle nousulle, mikä johtaa MOV -vuotovirran lisäämiseen. Jopa normaaleissa olosuhteissa (esim. 120 VAC/240 VAC -käyttöjännite), tämä hajoaminen nostaa MOV: n lämpötilaa. MOV: n viereen sijoitettua lämpöympäristöä voidaan käyttää havaitsemaan MOV -lämpötilan nousua, kun se edelleen huononee. Kun MOV saavuttaa käyttöajansa lopun, lämpöympäristö avaa piirin, poista hajotetun MOV: n piiristä ja estää sen katastrofaalisen vian.

Elämän loppu/korvausilmoitus

Kun MOV on irrotettu piiristä, SPD ei enää tarjoa ylijännityksen tukahduttamista. Jotta seuraavat seuraavat nousut vahingoittamasta kiinnitystä, piirisuunnittelijan on toteutettava menetelmä, joka varoittaa huoltohenkilöstöä siitä, että SPD vaatii vaihtoa. Luminaire-suunnittelijoilla on kahta päätyyppiä SPD-moduulin kokoonpanoa, joista valita, niiden ylläpito- ja takuustrategioista riippuen: rinnakkais- ja sarjojen kytkettyjen ylityssuojaus -sembliot.

● Rinnakkaisliitäntä: SPD -moduuli on kytketty rinnakkain kuorman kanssa. Täällä SPD-moduuli, joka on saavuttanut elämän lopun olosuhteet, on irrotettu virtalähteestä, kun taas AC/DC-virtalähde pysyy virransa. Valaistusvalaistus toimii edelleen, mutta virtalähdeyksikköä ja LED -moduulia ei enää suojata seuraavalta ylijäämältä. Nykyään SPD -moduulit ovat saatavana pienillä LED -levyillä, jotka toimivat korvaavina indikaattoreina, kuten vihreä LED, joka osoittaa online -SPD -moduulin tai punaisen LED: n, joka osoittaa offline -SPD -moduulin. On myös mahdollista osoittaa SPD-moduulin vaihdon tarve etäyhteyden avulla käyttämällä valonhallintakeskusta SPD-moduulin elinkaaren lopun merkintäjohdolla, jotka on kytketty verkkoon perustuvaan älykkääseen valaistusjärjestelmään sen sijaan, että sijoittaisivat indikaattorit jokaiselle valaistuslaitteelle.

● Sarjayhteys: Tässä kokoonpanossa SPD -moduuli on kytketty sarjaan kuorman kanssa. Elämänsä lopussa oleva SPD -moduuli on irronnut valon sammuttava virtalähde, mikä osoittaa huoltopuhelun tarpeen. Irrotettu SPD -moduuli ei vain sammuta valoa, vaan myös eristää AC/DC -virtalähdeyksikön tulevista ylijännitteistä. Tämän kokoonpanon suosio kasvaa, koska se suojaa valaisimen investointeja, kun SPD -moduuli odottaa korvaamista. On myös paljon taloudellisempaa korvata sarja kytketty SPD-moduuli kuin koko valaisimen korvaaminen, kuten rinnakkain kytketyn SPD-moduulin tapauksessa.

Johtopäätös

SPD -moduulin asentaminen LED -virtalähdeyksikön eteen tarjoaa tehokkaan suojan valaistusjärjestelmille. Lämpökatkaisujen sijoittaminen näihin moduuleihin parantaa niiden yleistä turvallisuutta ja auttaa heitä saavuttamaan UL 1449 -sertifikaatin. Jotta LED -kalusteet voivat maksaa alkuperäisen sijoituksensa takaisin, suunnittelijoiden on sisällytettävä mekanismit osoittamaan, että niiden SPD -moduulit vaativat korvaamista.

Lisätietoja on osoitteessa www.yint-electronic.com