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      1. 公司動態
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        公司動態

        如何實現LED路燈核心部件的過電壓保護

        過電壓保護的重要性公共場所照明,特別是路燈照明,城市公共服務支出中占有很大比重。這不僅包括路燈工程的電費,還包括路燈的維修和更換費用。與傳統光源相比,LED光源具有壽命長、保護頻率低、輸出光形狀可控等優點,非常適合LED路燈等戶外環境。特別是現,隨著LED技術的發展和相關驅動技術的成熟,LED燈具的應用越來越廣泛,被大眾所接受。
        然而,現場的自然環境往往很差,就室內環境而言,現場應用中必須考慮不穩定電壓。
        傳統的路燈,如高壓鈉燈,需要幾千伏的電壓才能工作,因此對高壓不太敏感。然而,LED元件及其配套驅動器都是低壓器件,容易受到突發高壓的影響。LED路燈應具有優秀的浪涌保護裝置,至少能承受10000 v高壓(帶電/零線與地面之間)和6000 v高壓(前線與零線之間)。
        高壓攻擊的原因
        以下因素可能導致高壓攻擊:
        (1)電源系統的切換。
        (2)修理時產生靜電。
        (3)雷擊電源線或LED路燈。
        (4)雷擊附近區域時,會發生電流或電感耦合。
        電壓略高于外加電壓對LED影響不大,即使沒有任何保護方法的LED模組也不會受到影響,但過高的電壓頻率會縮短LED燈珠的壽命。過高的電壓,如雷擊引起的電壓,會立即損壞LED模塊或其驅動器,并會影響多個LED路燈,但多個路燈同一條線路上。
        3雷擊仍然是最重要的危險因素
        因為電源系統切換引起的高壓通常發生零線和前端之間,峰值可達6000V,但一般只影響LED驅動器,
        ,標準驅動器一般內置浪涌保護裝置,可承受4000~6000V電壓,以保證裝置的可靠性和壽命不受高壓影響
        。
        由于雷擊引起的浪涌更加無序,雷擊產生的高壓主要存于零線/正面和地面之間,很容易達到數萬伏,這樣的高壓足以損壞整個路燈系統。但雷擊的危險性并不是每個地區都一樣,它具有很強的區域性。用于描述雷擊密度的物理量ng定義為每年每平方公里雷擊次數,柏林為1次,南非為150次。因此,規劃和應用LED路燈時,需要考慮這一因素。
        4燈具防護等級
        由于應用環境的多樣性,行業將LED燈具的防護等級分為幾類。介紹具體分類之前,我們先來回顧一下LED照明系統的組成部分。一個典型的照明系統通常由以下部分組成:燈殼(即路燈的燈頭)、帶光學系統的LED模塊(透鏡、反光杯)和LED驅動器,為LED模塊提供適當的電壓/電流。一類燈具:燈具的防觸電保護不僅依賴于基礎絕緣,還包括附加的安全方法,即將易接近的導電部件連接到固定線路的保護接地導體上,使可觸及的導電部件基本絕緣失效的假設下不帶電。良好的防浪涌規劃可以抵抗10000 V零線/正面和地面之間的電壓,以及6000 V零線和正面之間的電壓。根據iec61000-4-5的標準試驗,假設能夠達到上述保護水平,燈具將能夠承受反復的高壓沖擊。因此,我們建議盡量使用I類燈具,因為根據相關標準,高壓只能通過安全接地來防止。
        II類燈具:燈具的電擊防護不僅依賴于基本絕緣,還包括附加的安全方法,如雙重絕緣或加強絕緣、無保護接地或視設備狀況而定。根據iec61643-11,浪涌保護設備不應損壞加強絕緣,也不允許很短的時間內發生雷擊。因此,對于II類
        燈,最好的防浪涌保護方法是將金屬外殼接地,這是不可行的。二類燈具的規劃中,有兩種不同的規劃,即燈頭材料為金屬或絕緣材料。如果是金屬蓋,最好驅動器和LED模塊之間提供等電位連接,以抵抗突然的高壓。
        根據II類燈具的保護標準,即使燈頭接地,由于這種連接可能有很大的阻抗,整個系統也應該有合適的絕緣方法。假設燈頭是用絕緣材料做的,按照二級燈具的防護標準,其他外露部分也應該用絕緣材料做,也許這是一種很好的絕緣方法。等電位連接對錯是必要的。
        最薄的鏈路是led模塊。能否達到10000伏的壓縮能力取決于絕緣材料及其厚度。假設沒有可靠的浪涌保護,光源可能會提前老化,甚至完全失效。
        三級燈具:燈具的電擊保護依賴于電源的安全超低電壓(SELV),不會出現高于SELV的電壓。
        5關于可靠防浪涌保護的幾點建議
        討論中指出,二類燈具的招標文件中,越來越多的路燈需要承受10000 V浪涌電壓。當然,如果可以將燈轉換為一級燈
        這將是最好的解決方案。如果沒有,我們應該選擇高過電壓保護質量的LED路燈驅動器,如Tridonic生產的高品質現場驅動器系列。驅動器的防浪涌保護可采用多種方法。Tridonic開發了一種電壓分離技術,驅動器中使用不同的電容器,以確保即使輸入電壓瞬間升高,最大輸出電壓也不會超過500v。雷擊頻率低于平均水平的地區,能夠承受10000 v高壓的驅動器可以提供足夠的防浪涌保護。
        以前,只能通過燈頭處添加額外的浪涌保護設備來實現此保護級別,但II類燈中已停止使用此方法。假設雷擊點距離LED路燈150米半徑以外,不會影響LED模塊的可靠工作。假設雷聲直接擊中一盞燈,LED燈之間的距離為30米,前5盞燈會損壞,但同一線路上的其他燈不會受到影響。雷電頻率高的地區,除了高性能驅動器規劃外,一般建議主配電盤上安裝避雷器。必須根據en 61643-11標準檢查這些附加的防高壓裝置,并與燈具中的集成防浪涌設備相匹配。根據EN61547標準,LED路燈的高壓檢測結果表明,即使滿足常規檢測標準,也不足以保證戶外燈具的可靠性。
        即使符合常規標準,實踐中也會損壞燈具,有些甚至電壓只有2000-4000 v時也會損壞。與常規測試不同,AIT(澳大利亞科技局)進行的測試總是增加電壓,直到設備損壞。試驗結果與實際應用基本一致。浪涌保護裝置只有整個系統各部件相互匹配的情況下才能可靠地工作。零線與正面、零線/正面與地面之間的絕緣強度越強,LED光源實際應用中能承受的高壓越高。
        結論。眾所周知,半導體照明具有能耗低、壽命長、保護頻率低的優點,但要充分利用這些優點,過電壓保護往往是一個重要的考慮因素。燈具生產企業,甚至是政府路燈購置和設備的相關人員,都應該為LED路燈選擇配套的驅動器,并應確保LED路燈項目中設備的驅動器與當地環境相匹配。
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