Het kiezen van de juiste circuitbescherming voor LED's

Ongeveer 25 procent van het wereldwijde energieverbruik gaat naar lichttoepassingen, dus het maken van verlichting energie-efficiënter kan een dramatische invloed hebben op het totale energieverbruik of meer vermogen beschikbaar stellen voor ander gebruik. Wetgeving die is ontworpen om het gebruik van gloeilampen te ontmoedigen, is een belangrijke factor geweest in de groei van de vraag naar LED -verlichtingsapparatuur. Tegelijkertijd zijn zowel consumenten als industriële gebruikers steeds meer geïnteresseerd in energie-efficiënte verlichtingsopties, waardoor de vraag naar LED-verlichting verder wordt gestimuleerd.

Technische innovaties die invloed hebben op LED -efficiëntie (meer lumen per watt), secundaire optica (betere lenzen/reflectoren) en thermische dissipatie laten in toenemende mate LED -verlichting toe om legacy lichtbronnen zoals kwikdamp, metaalhalogenide en natriumdamplichten in buitentoepassingen te vervangen. Buiten LED -verlichting kan echter erg duur zijn om te installeren; Terugverdientijd moet worden bepaald op basis van lagere wattage -eisen, lagere onderhoudskosten en een langere levensduur. Om te voorkomen dat led -led -verlichting fouten ervaart binnen een terugverdientijd van de investering van ongeveer vijf jaar, zijn hoge duurzaamheid en betrouwbaarheid essentieel. Tijdelijke overspanningsgebeurtenissen in AC -elektriciteitsleidingen vormen een ernstige bedreiging voor LED -verlichtingsarmaturen in de buitenlucht.

Indirecte door bliksem veroorzaakte straten

Wanneer elektrische apparaten worden ingeschakeld of uitgeschakeld, kunnen overspanningsstijgingen in de buurt van AC -stroomlijnen in de buurt beïnvloeden. Evenzo kunnen bliksemaanslagen (figuur 1) tijdelijke kieken in ac -stroomlijnen genereren, vooral in buitenomgevingen.

Indirecte bliksemenergie kan een nadelige buitenled -led -verlichtingsinstallaties beïnvloeden. Tijdelijke spanningsbeveiliging is cruciaal om veldfalen te elimineren die worden aangedreven door de elektrische omgeving. Luminairs zijn kwetsbaar voor schade zowel in de differentiële als in de gemeenschappelijke modi:

● Differentiaalmodus: Hoge spanning/stroomovergang tussen de LN- of LL -terminals van een armatuur kunnen componenten in de voedingseenheid of LED -modulekaart beschadigen.

● Gemeenschappelijke modus: hoogspanning/stroomovergang tussen de LG (aarde) of Ng (aarde) van de armatuur kan over de veiligheidsisolatie breken in de voedingseenheid of LED-modulebord, inclusief de LED tot warmtesinkisolatie.

LED -verlichtingsapparatuur fabrikanten vertrouwen op zorgvuldig gekozen zekeringen, metaaloxide -varistors (MOVS) en Tijdelijke spanningsonderdrukking (TVS) diodes om te voldoen aan belangrijke regulerende en veiligheidsnormen met betrekking tot overspanning -transiënten. De Verenigde Staten lopen voorop bij het vaststellen van uniforme prestaties en veiligheidsnormen voor zowel indoor commerciële verlichting als buitenwegweg, parkeerplaats en garage verlichting.

Overspanning voorbijgaande overspanningstesten per IEC 61000-4-5 is een wereldwijde vereiste voor LED-verlichtingsassemblages, behalve in de Verenigde Staten, die zijn eigen set van normen heeft. Bovendien vereist een deel van IEC61547, 'apparatuur voor algemene verlichtingsdoeleinden, ' Electromagnetic Compatibility (EMC) immuniteitstests. Figuur 2 toont twee golfvormen die stijgtijd en duur van de testspanning en stroom definiëren. De testgolfvorm is een combinatie 1.xn-250S-QMA265B Open circuitspanning en 8 × 20 μs kortsluitstroomgolfvorm. Om deze test uit te voeren, wordt de gespecificeerde piekstroom op de overspanningsgenerator gekalibreerd door de uitgang naar de grond te kortkorten voordat u verbinding maakt met de armatuur.

Om schade veroorzaakt door overspanningsenergie te voorkomen, de betrouwbaarheid te verbeteren, het onderhoud te minimaliseren en de gebruiksduur van een buitenverlichtinginstallatie te verlengen, is een robuust overspanningsonderdrukkingscircuit essentieel. Figuur 3 illustreert de verschillende elementen die vaak worden opgenomen in een straatlichtstijgingsbeschermingscircuit.

MOV -technologie is een betaalbare, zeer effectieve methode voor het onderdrukken van transiënten in voedingen en andere toepassingen, zoals de SPD -modules die zich vaak voor een LED -driver bevinden.

MOV's zijn ontworpen om overspanningstransiënten binnen microseconden te klemmen. Wanneer echter ingebouwd in SPD -modules, kunnen MOV's worden onderworpen aan tijdelijke overspanningscondities veroorzaakt door verlies van neutrale of defecte installatiebedrading. Deze omstandigheden kunnen een MOV ernstig benadrukken en ervoor zorgen dat deze thermische wegloper ervaart, wat resulteert in rook, oververhitting en mogelijk vuur. Noord -Amerikaanse veiligheidsnormen voor SPD's (inclusief UL 1449) definiëren atypische omstandigheden waaronder apparaten moeten worden getest om SPD -veiligheid te waarborgen. Robuuste SPD -ontwerpen hebben thermische ontkoppelen om de MOV's van thermische wegloper te beschermen.

MOV's hebben de neiging gestaag af te breken na blootstelling aan een grote toename of verschillende kleine pieken, wat leidt tot toenemende MOV -lekstroom. Zelfs onder normale omstandigheden (bijv. 120 VAC/240 VAC -bedrijfsspanning), zal deze afbraak de temperatuur van de MOV verhogen. Een thermische ontkoppeling die naast de MOV wordt geplaatst, kan worden gebruikt om de toename van de MOP -temperatuur te voelen terwijl deze blijft verslechteren. Wanneer de MOV het uiteinde van zijn bedrijfsleven bereikt, zal de thermische ontkoppeling het circuit openen, de afgebroken MOV van het circuit verwijderen en zijn catastrofale storing voorkomen.

Einde-Life/Vervanging-indicatie

Zodra een MOV is losgekoppeld van het circuit, biedt de SPD niet langer overspanningsonderdrukking. Om te voorkomen dat daaropvolgende pieken de armatuur beschadigen, moet de circuitontwerper een methode implementeren die onderhoudspersoneel waarschuwt dat de SPD vervanging vereist. Luminaire ontwerpers hebben twee hoofdtypen SPD-moduleconfiguraties om te kiezen, afhankelijk van hun onderhouds- en garantiestrategieën: parallelle en serie-verbonden overspanningsbeveiligingssubassemblies.

● Parallelle verbinding: de SPD -module is parallel verbonden met de belasting. Hier wordt een SPD-module die heeft bereikt aan het einde van de levensduur van de stroombron losgekoppeld, terwijl de AC/DC-voedingseenheid bekrachtigd blijft. De verlichtingsarmatuur werkt nog steeds, maar de voedingseenheid en LED -module worden niet langer beschermd tegen de volgende golf. Tegenwoordig zijn SPD -modules beschikbaar met kleine LED's die dienen als vervangingsindicatoren, zoals een groene LED die een online SPD -module of een rode LED aangeeft die een offline SPD -module aangeeft. Het is ook mogelijk om op afstand de noodzaak van SPD-module-vervanging aan te geven met behulp van een lichtbeheerscentrum met SPD-module aan het einde van de levensduur aan het einde van de levensduur die zijn aangesloten op een netwerk Smart Lighting System in plaats van indicatoren bij elke verlichtingsarmatuur te plaatsen.

● Serieverbinding: in deze configuratie is de SPD -module in serie verbonden met de belasting. Een SPD -module aan het einde van zijn leven wordt losgekoppeld van de stroombron, die het licht uitschakelt, wat aangeeft de noodzaak van een onderhoudsgesprek. De losgekoppelde SPD -module schakelt niet alleen het licht uit, maar isoleert de AC/DC -voedingseenheid van toekomstige overspanningsaanvallen. Deze configuratie groeit in populariteit omdat het de Luminaire -investering beschermt, terwijl de SPD -module wacht op vervanging. Het is ook veel economischer om een ​​serie-verbonden SPD-module te vervangen dan om de hele armatuur te vervangen, zoals in het geval van een parallel-verbonden SPD-module.

CONCLUSIE

Het installeren van een SPD -module voor de LED -voedingseenheid biedt effectieve bescherming voor verlichtingssystemen. Het plaatsen van thermische ontkoppelen in deze modules verbetert hun algehele veiligheid en helpt hen om UL 1449 -certificering te behalen. Om LED -armaturen in staat te stellen hun initiële investering terug te betalen, moeten ontwerpers mechanismen opnemen om aan te geven dat hun SPD -modules worden vervangen.

Ga voor meer informatie naar: www.yint-electronic.com