Välja rätt kretsskydd för lysdioder

Cirka 25 procent av den globala energiförbrukningen går till belysningstillämpningar, så att göra belysning mer energieffektiv kan ha en dramatisk inverkan på den totala energianvändningen eller göra mer kraft tillgänglig för andra användningar. Lagstiftning som är utformad för att avskräcka användningen av glödlampor har varit en viktig faktor i tillväxten i efterfrågan på LED -belysningsutrustning. Samtidigt är både konsumenter och industriella användare alltmer intresserade av energieffektiva belysningsalternativ, vilket ytterligare stimulerar efterfrågan på LED-belysning.

Tekniska innovationer som påverkar LED -effektiviteten (fler lumen per watt), sekundäroptik (bättre linser/reflektorer) och termisk spridning gör allt mer LED -belysning att ersätta äldre ljuskällor som kvicksilverånga, metallhalogenid och natriumångljus i utomhusapplikationer. Emellertid kan LED -belysning utomhus vara mycket dyra att installera; Återbetalning måste fastställas baserat på lägre wattkrav, lägre underhållskostnader och en längre livslängd. För att förhindra att LED -belysning är utomhus från att uppleva fel inom en återbetalningsperiod på cirka fem år är hög hållbarhet och tillförlitlighet avgörande. Övergående överspänningshändelser i växelströmsledningar representerar ett allvarligt hot mot LED -belysningsarmaturer utomhus.

Indirekt blixtinducerade överspänningar

När elektriska enheter är på eller av kan överspänningsövergående överspänningar påverka växelströmsledningen i närheten. På liknande sätt kan blixtnedslag (figur 1) generera övergående överspänningar i växelströmsledningar, särskilt i utomhusmiljöer.

Indirekt blixtnivå kan påverka LED -belysningsinstallationer utomhus negativt. Övergående spänningsskydd är avgörande för att eliminera fältfel som drivs av den elektriska miljön. Luminaires är sårbara för skador både i differentiella och vanliga lägen:

● Differentialläge: Högspänning/strömövergående mellan LN- eller LL -terminalerna i en armatur kan skada komponenter i strömförsörjningsenheten eller LED -modulskivan.

● Vanligt läge: Högspänning/strömövergående mellan LG (Jorden) eller NG (Jorden) på armaturen kan bryta över säkerhetsisolering i strömförsörjningsenheten eller LED-modulskivan, inklusive LED till värmesänkasolering.

LED -belysningsutrustningstillverkare förlitar sig på noggrant utvalda säkringar, metalloxidvaristorer (MOVS) och Övergående spänningsundertryckning (TV -apparater) för att uppfylla viktiga reglerings- och säkerhetsstandarder relaterade till överspänningstransienter. USA leder vägen för att upprätta enhetliga prestanda och säkerhetsstandarder för både inomhus kommersiell belysning och utomhusvägar, parkeringsplats och garage -belysning.

Överspänningsövergående överspänningstest per IEC 61000-4-5 är ett globalt krav för LED-belysningsenheter, utom i USA, som har sin egen uppsättning standarder. Dessutom kräver en del av IEC61547, 'Utrustning för allmän belysningsändamål, ' ELEKTROMAGNETISK kompatibilitet (EMC) immunitetstest. Figur 2 visar två vågformer som definierar stigningstiden och varaktigheten för testspänningen och strömmen. Testvågformen är en kombination 1.xn-250S-QMA265B Öppen kretsspänning och 8 × 20μs kortslutningsströmvågform. För att utföra detta test kalibreras den angivna toppströmmen på överspänningsgeneratorn genom att kortsluta utgången till marken innan du ansluter till armaturen.

För att förhindra skador orsakade av överspänningsenergi, förbättra tillförlitligheten, minimera underhållet och förlänga användbarheten för en utomhusbelysningsinstallation, är en robust övertryckningskrets för överspänning. Figur 3 illustrerar de olika elementen som ofta integreras i en gatuljusspänningsskyddskrets.

MOV -teknik är en prisvärd, mycket effektiv metod för att undertrycka transienter i strömförsörjning och andra applikationer, till exempel SPD -modulerna som ofta ligger framför en LED -drivrutin.

MOVS är utformade för att klämma in överspänningstransienter inom mikrosekunder. Men när de är inbyggda i SPD -moduler kan MOVS vara föremål för tillfälliga överspänningsförhållanden orsakade av förlust av neutrala eller av felaktiga installationsledningar. Dessa förhållanden kan starkt betona en rörelse och få den att uppleva termisk språng, vilket resulterar i rök, överhettning och eventuellt eld. Nordamerikanska säkerhetsstandarder för SPD: er (inklusive UL 1449) definierar atypiska förhållanden under vilka enheter måste testas för att säkerställa SPD -säkerhet. Robusta SPD -konstruktioner har termiska kopplingar för att skydda rörelserna från termisk språng.

MOVS tenderar att försämras stadigt efter exponering för en stor våg eller flera små vågor, vilket leder till ökande rörläckström. Även under normala förhållanden (t.ex. 120 VAC/240 VAC -driftspänning) kommer denna nedbrytning att öka MOV: s temperatur. En termisk koppling placerad bredvid MOV kan användas för att känna ökningen i MOV -temperaturen när den fortsätter att försämras. När MOV når slutet av sin driftsliv kommer den termiska kopplingen att öppna kretsen, ta bort den nedbrutna MOV från kretsen och förhindra dess katastrofala fel.

Liv/ersättningsindikering

När en rörelse är kopplad från kretsen ger SPD inte längre övertryck av överspänning. För att förhindra efterföljande överspänningar från att skada fixturen, bör kretsdesignern implementera en metod som varnar underhållspersonal som SPD kräver ersättning. Luminärdesigners har två huvudtyper av SPD-modulkonfigurationer att välja, beroende på deras underhålls- och garantistrategier: parallella- och serie-anslutna överspänningsskydd.

● Parallell anslutning: SPD -modulen är parallellt ansluten till lasten. Här kopplas en SPD-modul som har nått slutet av livet från strömkällan medan AC/DC-strömförsörjningsenheten förblir energisk. Belysningsarmaturen fungerar fortfarande, men strömförsörjningsenheten och LED -modulen är inte längre skyddad från nästa våg. Idag finns SPD -moduler tillgängliga med små lysdioder som fungerar som ersättningsindikatorer, till exempel en grön LED som indikerar en online SPD -modul eller en röd LED som indikerar en offline SPD -modul. Det är också möjligt att indikera behovet av SPD-modulersättning på distans genom att använda ett lätthanteringscenter med SPD-modulens sluttäckande ledningar anslutna till ett nätverksmark med smart belysning snarare än att placera indikatorer vid varje belysningsarmatur.

● Seriesanslutning: I denna konfiguration är SPD -modulen ansluten i serie med lasten. En SPD -modul i slutet av sitt liv kopplas bort från kraftkällan, som stänger av ljuset, vilket indikerar behovet av ett underhållssamtal. Den frånkopplade SPD -modulen stänger inte bara av ljuset utan isolerar AC/DC -strömförsörjningsenheten från framtida överspänning. Denna konfiguration växer i popularitet eftersom den skyddar armaturinvesteringen medan SPD -modulen väntar på ersättning. Det är också mycket mer ekonomiskt att ersätta en serie-ansluten SPD-modul än att ersätta hela armaturen, som i fallet med en parallell-ansluten SPD-modul.

SLUTSATS

Att installera en SPD -modul framför LED -strömförsörjningsenheten ger ett effektivt skydd för belysningssystem. Att placera termiska kopplingar i dessa moduler förbättrar deras totala säkerhet och hjälper dem att uppnå UL 1449 -certifiering. För att låta LED -fixturer betala tillbaka sina initiala investeringar måste designers innehålla mekanismer för att ange att deras SPD -moduler kräver ersättning.

För mer information, besök: www.yint-electronic.com