LED路灯电源防雷新方案,LED路灯电源防雷新型器件,自恢复式LED路灯防雷装置

南京华巨电子有限公司  LED路灯电源防雷新方案，LED路灯电源防雷新型器件，自恢复式LED路灯防雷装置承认书     南京华巨电子有限公司    1.外型尺寸客户确认(CUSTOMERCONFIRM)批准（APPROVE）审核（CHECK）客户名称（CUSTOMER）：LED防雷模块，LED路灯防雷模块产品名称（PRODUCTITEM）：WMZ13A系列LED照明保护器件客户料号(CUSTOMERPARTNO.)：LED路灯照明防雷保护器件规格型号(PARTNO.)：LED照明过压、过流、过热保护器件文件编号(FILENO.)：小功率电子设备过压、过流、过热保护器件编制日期（DATE）：小功率电子设备防雷器件 南京华巨电子有限公司  发光二极管(LED)技术的出现标志着电气照明行业的重大革命。自1990年以来，LED灯在被采用之后日益取代着户外照明应用中的传统光源，如汞灯、金属卤素灯、和钠汽灯。由于其在照明效率上的进步(每瓦更高流明)、二次光学元件(更好的镜头/反射镜)、以及更强的热耗散性能，LED照明技术着实令人感到惊讶。消费者和工业用户寻求更为节能的照明方案促使对LED照明的需求量加速上升。LED照明机制的发展也受到旨在抑制白炽灯继续使用的政府行为的驱动。出于以上原因，LED照明的高采用率绝对是一个全球性的现象。拥有发达经济体的国家已经制定了完善的计划和方案，以逐步淘汰传统的白炽灯照明。这不应令人感到意外，因为照明约占全球能源消耗的25%。尽管户外LED照明的初始成本很高，但是完全有理由在这上面进行投资，因为在更低瓦数需求、更低维护成本以及更长寿命的基础之上，投资回报是可以确定的。而为了在大约五年的投资回收期内保证户外LED照明不会出现故障，其应具有很高的耐用性和可靠性。对于户外LED照明，一个相当大的威胁是在交流电源线路中发生的瞬态浪涌事件，其可能会对灯具造成损坏。一个LED灯含有电源转换器件(AC/DC)、LED的驱动芯片、以及用于热控的散热器和优化灯光质量的光学器件。直接连接到交流电源(如120/220VAC)的一个LED灯具可能会因灯泡内部元件或电路故障导致的短路和过载情况而损坏。除此之外，产生于灯泡外部的雷击浪涌或负荷开关瞬态能够造成电压尖峰或环形波，给元件造成压力并南京华巨电子有限公司  最终导致损坏，从而使灯泡报废。鉴于LED灯泡的价值定位不仅仅是降低能源消耗，还有更长的使用寿命，在消除因电气环境促使的现场故障中考虑瞬态电压保护将是至关紧要的。间接雷击感应浪涌由于附近电气设备的打开和关闭动作，在交流电源线路上可能会发生过压瞬态浪涌。附近发生的雷击也会在交流电源线路产生瞬态浪涌，尤其是在室外环境中。图1：在交流电源线路中的瞬态浪涌。在发生雷击的一刹那，从云到地面的静电放电的级别通常达到数百万伏。发生于几英里以外的雷击，会在载流铜线(例如：路灯的地下电缆)诱发高达数千伏的感应电压。这些间接冲击以通常含有超过1，000A2s大量能量的特定波形为特征。约70%的雷击发生于热带地区的陆地地带，这也是大多数雷暴发生的地方。非洲国家经历过有史以来最为严重、持续时间最长的雷击。雷击最为经常发生的地方邻近刚果民主共和国东部山区的小村庄基夫卡，海拔约为975米。平均来说，该地区每年每平方公里会发生158次雷击。这个地方周围的一大片区域也受到严重影响，因为雷击造成的感应浪涌冲击增加了户外LED照明设备受损的几率。根据美国航空航天局(NASA)在全球各地闪电频数上的研究，中南美、非洲、南亚和东南亚也有与美国类似的闪电频数;因此在美国，我们建议等效浪涌抗扰度应在5kA到10kA之间。对于闪电频数较少的其他地区，如欧洲、东亚和澳大利亚，可以考虑3kA到5kA较低的浪涌抗扰度。暴风雨天气中这种类型的间接雷电能量会对户外LED照明装置造成不利影响。灯具在差模和共模条件下均容易受损：●差模：灯具的相线和零线端子或相线和相线端子之间的高电压/电流瞬态可能会损坏电源装置或LED模块板中的元件。●共模：灯具的相线和地线或零线和地线之间的高电压/电流瞬态可能会穿透电源装置或LED模块板中的安全绝缘，包括LED散热器绝缘。测试波形是1.2x50μs开路电压和8x20μs短路电流波形的一种组合。要进行这项测试，在连接到灯具之前要通过将输出端短接到地面在浪涌发生器上对规定的峰值电流进行校准。南京华巨电子有限公司  图2：组合波开路电压。图3：组合波短路电压。世界各地的闪电频率--单位：闪电次数/平方公里/年--(美国航空航天局全球水文资源中心)。南京华巨电子有限公司  图4世界各地的闪电频率-单位：闪电次数/平方公里/年-(NASAGHRC)。应对感应浪涌事件的技术LED路灯电源的防雷方案路灯安装在户外，雷击是一个非常大的威胁。轻则导致路灯损坏，重则引起火灾或人员伤亡，产生巨大的损失。在此，就向大家介绍一下关于雷电对LED路灯的影响以及防范措施。雷击主要有以下四种类型：1、直击雷直击雷蕴含极大的能量，峰值电压可达5000kv的雷电流入地，具有极大的破坏力。会造成以下三种影响：（1）巨大的富电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速拾高，造成反击事故，危害人身和设备安全。（2）雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。（3）雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。2、传导雷远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压，由室外电源线路和通信线路传至建筑物内室内的电气设备。3、感应雷云层之间频繁放电产生强大的电磁波导致共模和差模干扰，影响电气设备运行。4、开关过电压供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都能在电源线路上产生高压脉冲，脉冲电压可达正常电压的3到5倍，可严重损坏设备。破坏效果与雷击类似。那么我们又将如何防范雷击事故的发生呢？经过中电华星电源研究实验室研究发现，以下几种方式是防范路灯被雷电破坏最有效的办法：1、外部防雷与内部防雷相结合现在一般的LED路灯外部都是导体材料，本身就相当于一个避雷针，在设计上必须安装引下线和地网，这些系统构成外部防雷系统。该系统可避免LED路灯因直击雷引起火灾及人身安全事故。内部防雷系统是指路灯内部通过接地、设置电压保护等方式对设备进行保护。该系统可防止感应雷和其南京华巨电子有限公司  他形式的过电压侵入，造成电源毁坏、这是外部防雷系统无法保证的。这两者之间是相辅相成的，互为补充。内部防雷系统在很多器件上例如外壳、进出保护区的电缆、金属管道等都要连接外部防雷系统或者设置过压保护器，并进行等电位连接。2、防雷等电位连接彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，电源线、信号线、金属管道等都要用过压保护器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处也要进行局部等电位连接，各个局部等电位连接处要互相连接，最后与主等电位处相连。3、设置雷电保护区目前LED路灯除了电源设备外，还会设置一些通信设备用于控制路灯的开关及亮度，这些设备及电源都需要安置在雷电保护区内，保护区域直接受外壳屏蔽。此处的电磁场要弱得多。4、高质量保护设备--防雷模块和过压保护模块防雷器的作用是在最短时间（纳秒级）内将被保护系统连入等电位系统中，使设备各端口等电位。同时将电路中因LED路灯电源的防雷方案雷击而产生的巨大脉冲能量经短路线释放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而起到保护设备的作用。中电华星技术研发团队认为，LED路灯电源模块不仅要按照上述要求进行设计，而且必须经过严格的检验程序。1、具有恒压输出功能或具有恒流输出功能或两者功能兼有的控制装置，应采用GB19510.12/IEC61347-2-13安全标准检验。2、对仅具有控制LED亮暗、闪动、颜色等逻辑变化功能的控制装置，应采用GB19510.12/IEC61347-2-11安全标准检验。3、如果一个控制装置兼有上述两者的功能的，应按照GB19510.12/IEC61347-2-13安全标准检验。实践证明，经过科学的设计及严格的检验，不仅能确保LED路灯系统不受到雷电的伤害，而且杜绝了雷电对电源设备的共模和差模干扰。保护户外LED照明免于感应浪涌冲击损害的方式是阻断高电压/电流瞬态干扰进入照明灯具。因此可以在户外LED照明应用中采用一种浪涌保护器(SPD)来抑制浪涌能量并最大限度地减少对照明设备的浪涌冲击。对于SPD，有多种过电压保护元件可用，包括金属氧化物压敏电阻(MOV)、气体放电管(GDT)和瞬态电压抑制(TVS)二极管。这些元件被放置于通常具有高阻抗的交流电源线之间，在检测到高电压时会变为低阻抗。在低阻抗状态下，这些元件可以将浪涌能量转移回到交流电源线，在浪涌事件后又回到高阻抗状态。在现有的技术中，MOV因其较高的浪涌能量处理能力和对瞬态电压的快速响应成为首选，在配电板的SPD保护中也得以广泛应用。因此MOV是户外LED照明应用中浪涌保护器件的最为适用的技术。在一个室外灯具中并入一条强大的浪涌抑制电路能消除浪涌能量造成的破坏，从而提高照明设备的可靠性，最大程度地减少维护并提高使用寿命。一个能将过高的浪涌抑制到较低电压水平的浪涌保护组件是保护LED灯具设施的最佳方式。南京华巨电子有限公司  图5：LED路灯保护方案。华巨电子过热过流过压防雷保护型MOV保护SPD的安全使用一个具有过流保护的高耐压PTC热敏电阻自恢复保险丝和一个压敏电阻封装在一起，利用压敏电阻过电压时产生的电流和温度使热敏电阻响应迅速，利用PTC热敏电阻自恢复保险丝阻值上升对电压和电流的影响反过来对压敏电阻进行保护。压敏电阻选用390V的压敏电压的压敏电阻，可以把压敏电压钳制在390V,比一般用的471K的钳制电压低。当外部有高压入侵时压敏电阻动作把电压钳制在390V前面的自恢复保险丝可以限制电流保护压敏电阻和后面设备，电路正常工作时本防雷模块正常流过电流，如果被保护的设备出现故障，短路，过流，或者过载时，复合的自恢复保险丝就会动作呈现高阻态，切断电流保护设备，故障去除，热敏电阻自恢复保险丝恢复正常，电路又能正常工作，当电源出现瞬间尖峰脉冲时压敏电阻动作导通将电压钳制在390V保护后面设备,当电源长时间过压时，压敏电阻动作导通，这时候压敏电阻的动作一方面将电压钳制在390V使得设备可以正常运转，另一方面由于压敏电阻的导通使得回路中通过自恢复保险丝的电流增加从而引起自恢复保险丝的动作，这时候自恢复保险丝一方面限制电流，由于自恢复保险丝阻值变大，所以一部分电压加在保险丝两端，加上后面压敏电阻的钳制可以使得设备的工作电压稳定在设备的所需的工作电压。防雷时自恢复保险丝由于自身有一定的阻值，可以限制过大的雷击电流损坏压敏电阻，亦可以到将雷电高压隔离在压敏电阻之外的线路中从而能有效保护压敏电阻和后续设备金属氧化物压敏电阻(MOV)技术不仅价格便宜，而且是抑制电源中瞬态的一种非常有效的技术。在许多其他的应用中，这种技术同样有效，比如通常被放置于LED驱动器前面的浪涌保护器(SPD)模块。在经历一次大浪涌或多次小浪涌之后，MOV的性能会逐渐退化。这种退化导致金属氧化物压敏电阻泄漏电流增加，进而使得MOV的温度升高，即使是在120VAC/240VAC工作电压的正常条件下。MOV相邻的一个PTC热敏电阻自恢复保险丝可以在金属氧化物压敏电阻持续退化至寿命终止状态时用以检测其温度的增加;这时，PTC自恢复保险丝就会变成高阻态，将性能退化的压敏电阻从电路中去除，以防止灾难性故障。南京华巨电子有限公司  图6：热敏电阻自恢复保险丝防止性能退化的MOV出现故障。WMZ13A-2W-265Vac适用LED路灯功率2W及以下电子产品防雷，过流过压过热保护用WMZ13A-3W-265Vac适用LED路灯功率3W及以下电子产品防雷，过流过压过热保护用WMZ13A-5W-265Vac适用LED路灯功率5W及以下电子产品防雷，过流过压过热保护用WMZ13A-6W-265Vac适用LED路灯功率6W及以下电子产品防雷，过流过压过热保护用WMZ13A-7W-265Vac适用LED路灯功率7W及以下电子产品防雷，过流