Velge riktig kretsbeskyttelse for lysdioder

Omtrent 25 prosent av det globale energiforbruket går til belysningsapplikasjoner, så å gjøre belysning mer energieffektivt kan ha en dramatisk innvirkning på den generelle energibruken eller gjøre mer strøm tilgjengelig for annen bruk. Lovgivning designet for å fraråde bruken av glødelamper har vært en betydelig faktor i veksten i etterspørselen etter LED -belysningsutstyr. Samtidig er både forbrukere og industrielle brukere stadig mer interessert i energieffektive belysningsalternativer, noe som ytterligere stimulerer etterspørselen etter LED-belysning.

Tekniske nyvinninger som påvirker LED -effektiviteten (mer lumen per watt), sekundær optikk (bedre linser/reflekser), og termisk spredning tillater i økende grad LED -belysning for å erstatte eldre lyskilder som kvikksølvdamp, metallhalogenid og natriumdamplys i utendørs applikasjoner. Utendørs LED -belysning kan imidlertid være veldig dyrt å installere; Tilbakebetaling må bestemmes basert på krav til lavere watt, lavere vedlikeholdskostnader og et lengre levetid. For å forhindre at LED -belysning av utendørs opplever feil innenfor en tilbakebetalingstid på omtrent fem år, er høy holdbarhet og pålitelighet avgjørende. Forbigående overspenningshendelser i AC -kraftledninger representerer en alvorlig trussel mot utendørs LED -lysarmaturer.

Indirekte lyninduserte bølger

Hver gang elektriske enheter er slått av eller på, kan overspenningsforbyggende bølger påvirke AC -kraftledninger i nærheten. Tilsvarende kan lynnedslag (figur 1) generere forbigående bølger i AC -kraftledninger, spesielt i utemiljøer.

Indirekte lynenergi kan påvirke utendørs LED -belysningsinstallasjoner negativt. Forbigående spenningsbeskyttelse er avgjørende for å eliminere feltfeil drevet av det elektriske miljøet. Lysfyrer er sårbare for skader både i differensielle og vanlige moduser:

● Differensialmodus: Høyspenning/strøm forbigående mellom LN- eller LL -terminalene til en armatur kan skade komponenter i strømforsyningsenheten eller LED -modulbrettet.

● Vanlig modus: Høyspenning/strøm forbigående mellom LG (jorden) eller NG (jord) på armaturen kan bryte over sikkerhetsisolering i strømforsyningsenheten eller LED-modulbrettet, inkludert LED til varmesnekkisolasjon.

LED -belysningsutstyr Produsenter er avhengige av nøye valgte sikringer, metalloksydvarister (MOV) og Forbigående spenningsundertrykkelse (TVS) dioder for å oppfylle viktige regulatoriske og sikkerhetsstandarder relatert til overspenningsforbindelser. USA leder an i å etablere ensartede ytelses- og sikkerhetsstandarder for både innendørs kommersiell belysning og utendørs kjørebane, parkeringsplass og garasjebelysning.

Overspenning Transient overspenningstesting per IEC 61000-4-5 er et globalt krav for LED-belysningsenheter, bortsett fra i USA, som har sitt eget sett med standarder. I tillegg krever en del av IEC61547, 'utstyr for generelle belysningsformål, ' immunitetstesting av elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). Figur 2 viser to bølgeformer som definerer stigningstid og varighet av testspenningen og strømmen. Testbølgeformen er en kombinasjon 1.xn-250S-QMA265B åpen kretsspenning og 8 × 20μs kortslutningsstrømbølgeform. For å utføre denne testen kalibreres den spesifiserte toppstrømmen på bølgegeneratoren ved å kortslutte utgangen til bakken før koblingen til armaturen.

For å forhindre skade forårsaket av overspenningsenergi, forbedre påliteligheten, minimere vedlikehold og forlenge levetiden til en utendørs belysningsinstallasjon, er en robust bølgeundertrykkelseskrets viktig. Figur 3 illustrerer de forskjellige elementene som ofte er innlemmet i en gatelysbeskyttelseskrets.

MOV -teknologi er en rimelig, svært effektiv metode for å undertrykke transienter i strømforsyning og andre applikasjoner, for eksempel SPD -modulene som ofte ligger foran en LED -driver.

MOV er designet for å klemme overspenningsstransienter i mikrosekunder. Imidlertid, når de er innebygd i SPD -moduler, kan MOVer bli utsatt for midlertidige overspenningsforhold forårsaket av tap av nøytral eller av feil installasjonsledning. Disse forholdene kan stresse en bevegelse alvorlig og føre til at den opplever termisk løp, noe som resulterer i røyk, overoppheting og muligens brann. Nordamerikanske sikkerhetsstandarder for SPD -er (inkludert UL 1449) definerer atypiske forhold under hvilke enheter må testes for å sikre SPD -sikkerhet. Robuste SPD -design har termiske frakoblinger for å beskytte MOVene mot termisk løp.

Movs har en tendens til å nedbryte jevnt etter eksponering for en stor bølge eller flere små bølger, noe som fører til å øke MOV -lekkasjestrømmen. Selv under normale forhold (f.eks. 120 VAC/240 VAC -driftsspenning), vil denne nedbrytningen øke MOVs temperatur. En termisk frakobling plassert ved siden av MOV kan brukes til å føle økningen i MOV -temperaturen når den fortsetter å bli dårligere. Når MOV når slutten av driftslivet, vil den termiske frakoblingen åpne kretsen, fjerne den nedbryte MOV fra kretsen og forhindre den katastrofale svikt.

Livets liv/erstatningsindikasjon

Når en MOV er koblet fra kretsen, gir SPD ikke lenger overtrykkelse av overspenningen. For å forhindre at påfølgende bølger skader armaturen, bør kretsdesigneren implementere en metode som varsler vedlikeholdspersonell om at SPD krever erstatning. Lyselysdesignere har to hovedtyper av SPD-modulkonfigurasjoner som de skal velge, avhengig av vedlikeholds- og garantistrategier: parallelle- og seriekoblede bølgebeskyttelsesundersetninger.

● Parallell tilkobling: SPD -modulen er koblet parallelt med belastningen. Her kobles en SPD-modul som har nådd livets tilstand fra strømkilden mens AC/DC strømforsyningsenheten forblir energisk. Lysarmaturen fungerer fortsatt, men strømforsyningsenheten og LED -modulen er ikke lenger beskyttet mot neste bølge. I dag er SPD -moduler tilgjengelige med små lysdioder som fungerer som erstatningsindikatorer, for eksempel en grønn LED som indikerer en online SPD -modul eller en rød LED som indikerer en offline SPD -modul. Det er også mulig å indikere behovet for SPD-modulerstatning eksternt ved å bruke et lysstyringssenter med SPD-modulens slutt-av-livsindikasjonsledninger koblet til et nettverks smart lyssystem i stedet for å plassere indikatorer på hver lysarmatur.

● Seriesilkobling: I denne konfigurasjonen er SPD -modulen koblet i serie med belastningen. En SPD -modul på slutten av livet er koblet fra strømkilden, som slår av lyset, noe som indikerer behovet for en vedlikeholdsanrop. Den frakoblede SPD -modulen slår ikke bare lyset av, men isolerer AC/DC strømforsyningsenheten fra fremtidige bølgeangrep. Denne konfigurasjonen vokser i popularitet fordi den beskytter armaturinvesteringen mens SPD -modulen venter på erstatning. Det er også mye mer økonomisk å erstatte en seriekoblet SPD-modul enn å erstatte hele armaturen, som for en parallellkoblet SPD-modul.

KONKLUSJON

Installere en SPD -modul foran LED -strømforsyningsenheten gir effektiv beskyttelse for belysningssystemer. Å plassere termiske frakoblinger i disse modulene forbedrer deres generelle sikkerhet og hjelper dem å oppnå UL 1449 -sertifisering. For å tillate LED -inventar å betale tilbake sin første investering, må designere inkludere mekanismer for å indikere at SPD -modulene deres krever utskifting.

For mer informasjon, besøk: www.yint-electronic.com