世界のエネルギー消費の約25％が照明アプリケーションにかかるため、照明をよりエネルギー効率の高いものにすると、全体的なエネルギーの使用に劇的な影響を与えるか、他の用途でより多くのパワーを利用できるようになります。白熱灯の使用を思いとどまらせるように設計された法律は、LED照明機器の需要の増加における重要な要因です。同時に、消費者と産業ユーザーの両方が、エネルギー効率の高い照明オプションにますます関心があり、LED照明の需要をさらに刺激します。
LED効率（ワットあたりのルーメンを増やす）、二次光学系（より良いレンズ/リフレンサー）、および熱散逸に影響を与える技術革新により、LED照明は、屋外用途での水銀蒸気、金属ハロゲン化、ナトリウム蒸気灯などのレガシー光源を置き換えることができます。ただし、屋外LED照明は、インストールが非常に高価になる可能性があります。回収は、ワット数の減少、メンテナンスコストの削減、およびより長い営業寿命に基づいて決定する必要があります。約5年の投資回収期間内に屋外LED照明が失敗するのを防ぐために、耐久性と信頼性が高いことが不可欠です。 AC送電線の一時的なサージイベントは、屋外LED照明器具に対する深刻な脅威を表しています。
間接稲妻誘発サージ
電気デバイスがオンまたはオフになっている場合はいつでも、過電圧過渡的サージは近くのAC電力線に影響を与える可能性があります。同様に、稲妻ストライキ（図1）は、AC電力線、特に屋外環境で一時的な急増を生成する可能性があります。
間接稲妻エネルギーは、屋外のLED照明の設置に悪影響を与える可能性があります。一時的な電圧保護は、電気環境によって駆動されるフィールド障害を排除するために重要です。照明器具は、微分モードと一般的なモードの両方で損傷を受けやすくなります。
●微分モード：照明器具のLNまたはLL端子間の高電圧/電流の過渡性は、電源ユニットまたはLEDモジュールボードのコンポーネントを損傷する可能性があります。
●共通モード：照明器具のLG（Earth）またはNg（Earth）の間の高電圧/電流過渡性は、LEDを含む電源ユニットまたはLEDモジュールボードの安全断熱材を破壊する可能性があります。
LED照明機器メーカーは、慎重に選択されたヒューズに依存しています。 金属酸化物バリスト（MOVS） および 過渡電圧抑制（TVS）ダイオード。 過電圧過渡現象に関連する重要な規制および安全基準を満たすための米国は、屋内の商業照明と屋外道路、駐車場、ガレージ照明の両方の均一な性能と安全基準の確立において先導しています。
IEC 61000-4-5あたりの過電圧過渡サージ検査は、独自の基準を備えた米国を除き、LED照明アセンブリのグローバルな要件です。さらに、IEC61547の一部である「一般的な照明目的の機器」には、電磁互換性（EMC）免疫試験が必要です。図2は、テスト電圧と電流の立ち上がり時間と持続時間を定義する2つの波形を示しています。テスト波形は、1.xn-250S-QMA265B開回路電圧と8×20μs短絡電流波形の組み合わせです。このテストを実施するために、指定されたピーク電流は、照明器具に接続する前に出力を地面に短縮することにより、サージジェネレーターで校正されます。
サージエネルギーによる損傷を防ぎ、信頼性を高め、維持を最小限に抑え、屋外照明の設置の耐用年数を延長するために、堅牢なサージ抑制回路が不可欠です。図3は、しばしば街路光サージ保護回路に組み込まれているさまざまな要素を示しています。
MOVテクノロジーは、LEDドライバーの前にあるSPDモジュールなど、電源やその他のアプリケーションのトランジェントを抑制するための手頃な価格で非常に効果的な方法です。
MOVSは、マイクロ秒以内の過電圧過渡現象をクランプするように設計されています。ただし、SPDモジュールに組み込まれている場合、MOVSは、ニュートラルの喪失または障害のある設置配線によって引き起こされる一時的な過電圧条件の影響を受ける可能性があります。これらの条件は、MOVを深刻に強調し、熱暴走を経験させ、煙、過熱、そしておそらく火をつけます。 SPDの北米の安全基準（UL 1449を含む）は、SPDの安全性を確保するためにデバイスをテストする必要がある非定型条件を定義します。堅牢なSPD設計は、熱回転からMOVSを保護するための熱切断を特徴としています。
Movsは、大規模なサージまたはいくつかの小さなサージにさらされた後、着実に劣化する傾向があり、Mov漏れ電流の増加につながります。通常の条件（たとえば、120 VAC/240 VAC動作電圧）であっても、この分解によりMOVの温度が上昇します。 MOVの隣に配置された熱切断を使用して、MOV温度が劣化し続けるにつれてMOV温度の増加を感じることができます。 MOVが動作寿命の終わりに達すると、熱切断が回路を開き、劣化したMovを回路から除去し、壊滅的な故障を防ぎます。
終末期/交換の表示
MOVが回路から切断されると、SPDはサージ抑制を提供しなくなります。その後のサージがフィクスチャを損傷するのを防ぐために、回路設計者は、SPDが交換が必要であることをメンテナンス担当者に警告する方法を実装する必要があります。照明器具設計者には、メンテナンス戦略と保証戦略に応じて、選択する2つの主要なSPDモジュール構成があります。並列およびシリーズに接続されたサージ保護サブアセンブリです。
●並列接続：SPDモジュールは、負荷と並行して接続されています。ここでは、終末期状態に達したSPDモジュールが電源から切断され、AC/DC電源ユニットはエネルギーを維持します。照明器具は引き続き動作しますが、電源ユニットとLEDモジュールは次のサージから保護されなくなりました。現在、SPDモジュールは、オンラインSPDモジュールまたはオフラインSPDモジュールを示す赤いLEDを示す緑色のLEDなど、置換指標として機能する小さなLEDで利用できます。また、各照明器具にインジケーターを配置するのではなく、ネットワーク化されたスマート照明システムに接続されたSPDモジュールのLife End-Life Indidicationワイヤを備えたライト管理センターを使用することにより、SPDモジュールの交換の必要性をリモートで示すこともできます。
●シリーズ接続：この構成では、SPDモジュールは負荷と直列に接続されています。寿命の終わりにあるSPDモジュールは、電源から切断され、光が消去され、メンテナンスコールの必要性が示されます。切断されたSPDモジュールは、ライトをオフにするだけでなく、将来のサージストライクからAC/DC電源ユニットを分離します。この構成は、SPDモジュールが交換を待っている間に照明器具投資を保護するため、人気が高まっています。また、並列接続されたSPDモジュールの場合のように、照明器具全体を交換するよりも、シリーズ接続のSPDモジュールを交換する方がはるかに経済的です。
結論
LED電源ユニットの前にSPDモジュールを設置すると、照明システムを効果的に保護できます。これらのモジュールに熱切断を配置すると、全体的な安全性が向上し、UL 1449認定を達成するのに役立ちます。 LEDフィクスチャーが初期投資を返済できるようにするには、設計者がSPDモジュールが交換が必要であることを示すメカニズムを含める必要があります。
詳細については、www.yint-electronic.comをご覧ください
