Výber ochrany pravého obvodu pre LED diódy

Približne 25 percent globálnej spotreby energie ide do aplikácií osvetlenia, takže zvýšenie energeticky efektívnosti by mohlo mať dramatický vplyv na celkové využitie energie alebo sprístupniť viac energie na iné využitie. Právne predpisy určené na odrádzanie od používania žiaroviek sú významným faktorom v raste dopytu po osvetľovacom zariadení LED. Zároveň sa spotrebitelia aj priemyselní používatelia stále viac zaujímajú o energeticky efektívne možnosti osvetlenia, čím sa ďalej stimuluje dopyt po osvetlení LED.

Technické inovácie, ktoré ovplyvňujú účinnosť LED (viac lúmenov na watt), sekundárnu optiku (lepšie šošovky/reflektory) a tepelný rozptyl, čoraz viac umožňujú osvetlenie LED, aby nahradili staršie zdroje svetla, ako je ortuťová pary, kovový halogenid a svetlá pary sodíka vo vonkajších aplikáciách. Inštalácia vonkajšieho LED osvetlenia však môže byť veľmi drahá; návratnosť sa musí určiť na základe nižších požiadaviek na príkon, nižších nákladov na údržbu a dlhšej prevádzkovej životnosti. Aby sa zabránilo osvetleniu LED v prírode, aby zažili zlyhania v období investície približne päť rokov, je nevyhnutná vysoká trvanlivosť a spoľahlivosť. Prechodné prepätia v sieťových vedeniach predstavujú vážne ohrozenie vonkajších svietidiel LED.

Nepriame prepätia vyvolané bleskom

Vždy, keď sa elektrické zariadenia zapnú alebo vypínajú, prechodné prepätia prepätia môžu ovplyvniť napájacie vedenia striedavého prúdu v okolí. Podobne štrajky blesku (obrázok 1) môžu generovať prechodné prepätia v napájacích vedeniach striedavého prúdu, najmä vo vonkajších prostrediach.

Nepriama blesková energia môže nepriaznivo ovplyvniť vonkajšie inštalácie LED osvetlenia. Prechodné ochrany napätia je rozhodujúce pre odstránenie zlyhaní poľa spôsobené elektrickým prostredím. Svietidlá sú náchylné na poškodenie v diferenciálnych aj bežných režimoch:

● Diferenciálny režim: Prechodný prechodný/prúdový prúd medzi terminálmi LNL alebo LL svietidla by mohol poškodiť komponenty v jednotke napájania alebo doske modulu LED.

● Bežný režim: Vysoké napätie/prúdový prechod medzi LG (Zem) alebo NG (Zem) svietidla by mohol prelomiť bezpečnostnú izoláciu v jednotke napájania alebo doske modulu LED, vrátane LED k izolácii tepelného spektra.

Výrobcovia LED osvetľovacieho zariadenia sa spoliehajú na starostlivo vybrané poistky, Varistory oxidu kovu (MOV) a Diódy s potlačením prechodného napätia (TVS), ktoré spĺňajú dôležité regulačné a bezpečnostné normy súvisiace s prechodom na prepätie. Spojené štáty vedú cestu pri vytváraní jednotných výkonnostných a bezpečnostných štandardov pre vnútorné komerčné osvetlenie a vonkajšie vozovky, parkovisko a osvetlenie garáží.

Presadné prechodné prepätné testovanie na IEC 61000-4-5 je globálna požiadavka na zostavy osvetlenia LED, s výnimkou Spojených štátov, ktoré majú svoj vlastný súbor štandardov. Okrem toho časť IEC61547, 'Zariadenie na účely všeobecného osvetlenia, ' vyžaduje testovanie imunity elektromagnetickej kompatibility (EMC). Obrázok 2 zobrazuje dva priebeh, ktoré definujú čas nárastu a trvanie testovacieho napätia a prúdu. Testovací tvar vlny je kombináciou 1.xn-250S-QMA265B Otvorené napätie obvodu a 8 × 20 μs skratového prúdu prúdu prúdu. Na vykonanie tohto testu je špecifikovaný špičkový prúd kalibrovaný na generátor prepätia skrátením výstupu na zem pred pripojením k svietidle.

Aby sa zabránilo poškodeniu spôsobenej energiou prepätia, zvýšite spoľahlivosť, minimalizujte údržbu a predĺžte životnosť inštalácie vonkajšieho osvetlenia, je nevyhnutný robustný obvod potlačenia prepätia. Obrázok 3 zobrazuje rôzne prvky, ktoré sa často začlenili do obvodu ochrany proti prepätiu pouličného svetla.

Technológia MOV je cenovo dostupná a vysoko efektívna metóda na potlačenie prechodných zdrojov v napájacích zdrojoch a iných aplikáciách, ako sú napríklad moduly SPD, ktoré sa často nachádzajú pred vodičom LED.

MOV sú navrhnuté tak, aby upútali prechody prepätia v mikrosekúndoch. Keď sa však vloží do SPD modulov, môžu podliehať dočasným prepätným podmienkam spôsobeným stratou neutrálneho alebo chybným inštalačným zapojením. Tieto podmienky môžu vážne zdôrazniť pohyb a spôsobiť, že zažijú tepelný útek, čo má za následok dym, prehrievanie a prípadne oheň. Severoamerické bezpečnostné normy pre SPD (vrátane UL 1449) definujú atypické podmienky, za ktorých musia byť zariadenia testované, aby sa zabezpečila bezpečnosť SPD. Robustné vzory SPD majú tepelné odpojenia na ochranu pohybov pred tepelným útekom.

Pohyby majú tendenciu sa po vystavení veľkému prepätiu alebo niekoľkým malým prepätiam, čo vedie k zvyšujúcemu sa únikovému prúdu MOV. Dokonca aj za normálnych podmienok (napr. 120 VAC/240 VAC Prevádzkové napätie), táto degradácia zvýši teplotu MOV. Tepelné rozpory umiestnené vedľa MOV sa môže použiť na snímanie zvýšenia teploty MOV, keď sa naďalej zhoršuje. Keď MOV dosiahne koniec svojej prevádzkovej životnosti, tepelné odpojenie otvorí obvod, odstráni degradovaný pohyb z obvodu a zabráni jeho katastrofickému zlyhaniu.

Indikácia na konci života/výmeny

Akonáhle je MOV odpojený od obvodu, SPD už neposkytuje potlačenie prepätia. Aby sa zabránilo následným nárastom poškodenia príslušenstva, návrhár obvodu by mal implementovať metódu, ktorá upozorňuje personál údržby, ktorý SPD vyžaduje výmenu. Dizajnéri svietidiel majú dva hlavné typy konfigurácií SPD modulov, z ktorých si môžete vybrať, v závislosti od ich stratégií údržby a záruky: paralelné a sériové podsúvacie ochrany proti prepätia.

● Paralelné pripojenie: Modul SPD je pripojený paralelne s zaťažením. Tu je modul SPD, ktorý dosiahol stav konca života, odpojený od zdroja energie, zatiaľ čo napájacia jednotka AC/DC zostáva napájaná. Osvetlenie stále pracuje, ale jednotka napájania a modul LED už nie sú chránené pred ďalším nárastom. Dnes sú moduly SPD k dispozícii s malými LED diódami, ktoré slúžia ako ukazovatele výmeny, ako je zelená LED, ktorá označuje online SPD modul alebo červenú LED, ktorá označuje modul offline SPD. Je tiež možné označiť potrebu výmeny SPD modulu na diaľku použitím centra správy svetla s indikáciami na konci života SPD Module, ktoré sú pripojené k sieťovanému inteligentnému osvetľovaciemu systému, a nie umiestňujú indikátory na každé osvetľovacie príslušenstvo.

● Pripojenie seriálu: V tejto konfigurácii je modul SPD pripojený v sérii so zaťažením. Modul SPD na konci jeho života je odpojený od zdroja napájania, ktorý vypína svetlo, čo naznačuje potrebu údržbárskeho hovoru. Odpojený SPD modul nielen vypne svetlo, ale izoluje jednotku napájania AC/DC od budúcich nárazov. Táto konfigurácia rastie v popularite, pretože chráni investíciu svietidla, zatiaľ čo modul SPD čaká na výmenu. Je tiež omnoho ekonomickejšie nahradiť sériový prepojený SPD modul ako nahradenie celého svietidla, ako v prípade paralelne prepojeného SPD modulu.

Záver

Inštalácia SPD modulu pred jednotkou napájacieho zdroja LED poskytuje účinnú ochranu osvetľovacích systémov. Umiestnenie tepelných odpojení do týchto modulov zlepšuje ich celkovú bezpečnosť a pomáha im dosiahnuť certifikáciu UL 1449. Aby sa umožnili príslušenstvá LED na splatenie svojich počiatočných investícií, dizajnéri musia obsahovať mechanizmy, ktoré naznačujú, že ich SPD moduly si vyžadujú výmenu.

Viac informácií nájdete na adrese: www.yint-electronic.com