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详解户外LED驱动电源的防雷要求

导读: 户外照明在国内外众多的示范工程中得到广泛应用,基于其苛刻的使用环境,户外LED照明驱动电源在设计时必须要重点评估诸如因防水、高温、雷击等因素而引发的问题。本文将针对其中的防雷要求作重点讨论。

  户外照明在国内外众多的示范工程中得到广泛应用,基于其苛刻的使用环境,户外LED照明驱动电源在设计时必须要重点评估诸如因防水、高温、雷击等因素而引发的问题。本文将针对其中的防雷要求作重点讨论。

  雷击是一种常见的自然现象,特别是在雨季尤为常见。其所带来的危害和损失全球每年以千亿美元来计。雷击分为直接雷和间接雷,间接雷主要包括传导雷和感应雷。由于直接雷所带来的能量冲击非常大,破坏力极强,一般电源是无法承受的。故本文要讨论的是指间接雷,包括传导雷和感应雷二种雷击类型。

  雷击所形成的浪涌冲击是一种瞬态波,是一种瞬变干扰,可以是浪涌电压也可以是浪涌电流。沿着电源线或其它路径(传导雷)或通过电磁场(感应雷)而传送至电源线路。其波形特征是先快速上升然后慢慢下降。这种现象会对电源产生致命的影响,由于其产生的瞬间的浪涌冲击远远超出一般电子器件的电性应力,导致的直接结果是电子元件损坏。

  如果是智能电源的话,即便是瞬态的浪涌冲击没有对器件造成损坏也可能会干扰程序的正常运行,从而发出错误性指令,致使电源无法按预期的指令工作。这也很好的解释了为什么浪涌(冲击)抗扰度在安规认证中是属于电磁兼容的范畴。

  对户外LED照明驱动电源而言,使用环境决定了防雷击是衡量其性能的一个重要陈浩专栏指标。故防雷设计对户外LED电源来说是必须要考量的。图1所示的是一个电源AC输入端典型的防雷电路,其主要的是机理是吸收雷击所带来的瞬态能量或将能量通过预定的路径泄放到大地,从而避免对电源后端的冲击。

  该设计包含了二级防护电路,一级保护电路由保险丝FUSE、压敏电阻器MOV1,气体放电管AR3组成;二级保护电路由压敏电阻器MOV2、MOV3,气体放电管AR1、AR2;二级防护的作用各有不同,一级保护电路主要负责处理差模浪涌,对电源端口的差模浪涌电压进行瞬间吸收。二级保护电路主要负责处理共模浪涌,通过压敏电阻、防雷管的有效吸收及对地的能量泄放,使浪涌冲击在经过此级保护电路后大大降低。

  防雷是一种约定俗成的习惯称谓,转化为对电源的要求来说是指电源要具备防浪涌冲击的一种能力。LED驱动电源在安规认证上要求要对其进行浪涌(冲击)抗干扰度试验,以保证电源具有一定的抗干扰能力。国内执行的标准是GB/T17626.5《电磁兼容试验和测试技术浪涌(冲击)抗扰度试验》,此标准等同采用IEC61000-4-5:2005。

  LED驱动电源是作为LED灯具的一个部件而存在的,当LED驱动电源与LED模块分别放置时,LED驱动电源的输出端口和LED模块输入端口须满足此标准的规定:能承受线与线间2kV、线与地间4kV(即差模2KV、共模4KV的标准)的浪涌冲击。同时对LED灯具交流电源端口同样有此要求。

  目前LED户外驱动电源在对防雷击方面还是一个比较难突破的问题。当然,电子技术发展到现在,从技术层面来说都不是很大的挑战,只是因为LED灯具对电源整体尺寸有要求和限制,在一个有限的空间内设计出满足防雷要求的电源则显得还不是那么容易。一般地,现行的GB/T17626.5只建议产品要满足差模2KV、共模4KV的标准。事实上,此规格远不能满足实际的要求,尤其是用于特殊条件如港口码头、周边有大型机电设备的工厂或雷击多发区。

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