글로벌 에너지 소비의 약 25 %가 조명 응용 프로그램으로 이동하므로 조명을보다 에너지 효율적으로 만들면 전반적인 에너지 사용에 큰 영향을 미치거나 다른 용도로 더 많은 전력을 제공 할 수 있습니다. 백열등 램프의 사용을 방해하기 위해 고안된 입법은 LED 조명 장비에 대한 수요의 성장에 중요한 요소였습니다. 동시에 소비자와 산업 사용자 모두 에너지 효율적인 조명 옵션에 점점 더 관심을 갖고 LED 조명에 대한 수요를 더욱 자극합니다.
LED 효율성 (와트 당 루멘), 2 차 광학 (더 나은 렌즈/반사기) 및 열 소산에 영향을 미치는 기술 혁신은 점점 더 LED 조명이 수은 증기, 금속 할라이드 및 나트륨 증기 표시등과 같은 레거시 광원을 대체 할 수있게하고 있습니다. 그러나 실외 LED 조명은 설치하는 데 매우 비쌀 수 있습니다. 저렴한 와트 수요, 유지 보수 비용 절감 및 더 긴 운영 수명에 따라 투자 회수를 결정해야합니다. 야외 LED 조명이 약 5 년의 투자 투자 회수 기간 내에 실패를 경험하는 것을 방지하려면 높은 내구성과 신뢰성이 필수적입니다. AC 전력선의 과도 서지 이벤트는 실외 LED 조명 비품에 심각한 위협을 나타냅니다.
간접 번개로 인한 급증
전기 장치가 켜지거나 꺼질 때마다 과전압 과도 서지는 인근 AC 전원 라인에 영향을 줄 수 있습니다. 마찬가지로, 번개 타격 (그림 1)은 특히 실외 환경에서 AC 전력선에서 일시적인 서지를 생성 할 수 있습니다.
간접 번개 에너지는 야외 LED 조명 설치에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 과도 전압 보호는 전기 환경에 의해 구동되는 필드 고장을 제거하는 데 중요합니다. 광장은 차등 모드와 일반적인 모드에서 손상에 취약합니다.
● 차동 모드 : 조명기구의 LN 또는 LL 단자 사이의 고전압/전류 과도는 전원 공급 장치 유닛 또는 LED 모듈 보드의 구성 요소를 손상시킬 수 있습니다.
● 공통 모드 : 등기구의 LG (Earth) 또는 NG (Earth) 사이의 고전압/전류 과도는 전원 공급 장치 유닛 또는 LED 모듈 보드의 안전 단열 위로 끊어 질 수 있습니다.
LED 조명 장비 제조업체는 신중하게 선택된 퓨즈에 의존합니다. 금속 산화물 바리스터 (Movs) 및 과도 전압 억제 (TVS) 다이오드과 관련된 과도와 관련된 중요한 조절 및 안전 표준을 충족하기위한 다이오드. 미국은 실내 상업 조명 및 야외 도로, 주차장 및 차고 조명을위한 균일 한 성능 및 안전 표준을 구축하는 길을 이끌고 있습니다.
IEC 61000-4-5 당 오버 전압 과도 서지 테스트는 자체 표준 세트가있는 미국을 제외하고 LED 조명 어셈블리의 글로벌 요구 사항입니다. 또한 일반 조명 목적을위한 IEC61547, '장비의 일부는 전자기 호환성 (EMC) 면역 검사가 필요합니다. 그림 2는 테스트 전압 및 전류의 상승 시간과 지속 시간을 정의하는 두 개의 파형을 보여줍니다. 테스트 파형은 1.XN- 250S-QMA265B 개방 회로 전압 및 8 × 20μS 단락 전류 파형입니다. 이 테스트를 수행하기 위해, 지정된 피크 전류는 등기구에 연결하기 전에 출력을 접지로 단락시켜 서지 발생기에서 보정됩니다.
서지 에너지로 인한 손상을 방지하고, 신뢰성을 높이고, 유지 보수를 최소화하며, 야외 조명 설치의 유용한 수명을 연장하려면 강력한 서지 억제 회로가 필수적입니다. 그림 3은 종종 가로등 서지 보호 회로에 통합되는 다양한 요소를 보여줍니다.
Mov Technology는 전원 공급 장치 및 기타 LED 드라이버 앞에 위치한 SPD 모듈과 같은 기타 응용 프로그램의 과도를 억제하는 저렴하고 효과적인 방법입니다.
MOVS는 마이크로 초 내에 과전압 과도를 클램핑하도록 설계되었습니다. 그러나 SPD 모듈에 내장되면 MOVES는 중립 손실 또는 설치 배선의 결함으로 인한 임시 과전압 조건에 따라 발생할 수 있습니다. 이러한 조건은 움직임을 심각하게 강조하고 열 런 어웨이를 경험하게하여 연기, 과열 및 화재를 일으킬 수 있습니다. SPD의 북미 안전 표준 (UL 1449 포함)은 SPD 안전을 보장하기 위해 장치를 테스트 해야하는 비정형 조건을 정의합니다. 강력한 SPD 설계에는 열 런 어웨이로부터 Movs를 보호하기 위해 열 단절을 특징으로합니다.
Movs는 큰 서지 또는 여러 개의 작은 서지에 노출 된 후 꾸준히 저하되는 경향이있어 이동 누출 전류가 증가합니다. 정상적인 조건에서도 (예 : 120 VAC/240 Vac BAC 작동 전압),이 분해는 MOV의 온도를 증가시킵니다. 이동 옆에 배치 된 열 분리는 계속 악화 될 때 이동 온도의 증가를 감지하는 데 사용될 수 있습니다. 움직임이 작동 수명의 끝에 도달하면 열 단절이 회로를 열고 회로에서 저하 된 이동을 제거하며 치명적인 고장을 방지합니다.
수명 종료/교체 표시
이동이 회로에서 분리되면 SPD는 더 이상 서지 억제를 제공하지 않습니다. 후속 급증이 고정물을 손상시키는 것을 방지하기 위해 회로 설계자는 SPD가 교체가 필요한 유지 보수 인력을 경고하는 방법을 구현해야합니다. Luminaire 설계자는 유지 보수 및 보증 전략에 따라 선택할 수있는 두 가지 주요 유형의 SPD 모듈 구성을 가지고 있습니다.
● 병렬 연결 : SPD 모듈은 부하와 병렬로 연결됩니다. 여기서, 수명 종료 조건에 도달 한 SPD 모듈은 전원에서 분리되어 AC/DC 전원 공급 장치 장치가 활력을 유지하고 있습니다. 조명기구는 여전히 작동하지만 전원 공급 장치와 LED 모듈은 더 이상 다음 서지로부터 보호되지 않습니다. 오늘날 SPD 모듈에는 온라인 SPD 모듈 또는 오프라인 SPD 모듈을 나타내는 빨간색 LED를 나타내는 녹색 LED와 같은 대체 지표 역할을하는 작은 LED가 있습니다. SPD 모듈 엔드-라이프 수명 표시와 함께 Light Management Center를 사용하여 SPD 모듈 교체의 필요성을 원격으로 표시 할 수도 있습니다.
● 시리즈 연결 :이 구성에서 SPD 모듈은 부하와 직렬로 연결됩니다. 수명이 끝날 때의 SPD 모듈은 전원에서 분리되어 빛을 끄므로 유지 보수 호출이 필요함을 나타냅니다. 분리 된 SPD 모듈은 조명을 끄는 것뿐만 아니라 AC/DC 전원 공급 장치를 향후 서지 스트라이크에서 분리합니다. SPD 모듈이 교체를 기다리는 동안 Luminaire 투자를 보호하기 때문에이 구성은 인기가 높아지고 있습니다. 병렬 연결 SPD 모듈의 경우와 같이 전체 등기구를 대체하는 것보다 직렬 연결 SPD 모듈을 대체하는 것이 훨씬 경제적입니다.
결론
LED 전원 공급 장치 유닛 앞에 SPD 모듈을 설치하면 조명 시스템을 효과적으로 보호 할 수 있습니다. 이 모듈에 열 분리를 배치하면 전반적인 안전성이 향상되고 UL 1449 인증을 달성 할 수 있습니다. LED 비품이 초기 투자를 상환 할 수 있도록 설계자는 SPD 모듈에 교체가 필요하다는 메커니즘을 포함해야합니다.
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