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浅谈LED路灯驱动防雷设计的必要性

2016/8/9 10:58:28      点击:

   在照明领域,LED照明产品因为与传统照明产品比有着节能、环保、长寿命、免维护等诸多好处而受到市场的追捧。同样,LED路灯,现在正在全面占领道路照明领域。常见的路灯LED驱动电源的主要功能是将交流输入转换为恒流输出,同时按照LED器件的要求完成与LED的电压和电流的匹配。
 
  健森科技总工程师张志诚指出LED路灯驱动电源除了要满足安全要求外,另外的基本功能应有三个方面:


  一是尽可能保持恒流特性,尤其在输入电压发生变动时,仍应能保持输出电流在极小的范围内变动。也就是说LED路灯需要使用恒流驱动,主要原因是要避免驱动电流超出最大额定值,影响其可靠性;同时还要获得预期的亮度要求,并保证各个LED模块亮度、色度的一致性。


  二是驱动电路应保持较低的自身功耗,这样才能使LED的系统效率保持在较高水准。


  三则是需要具备在很强的雷击、浪涌等异常供电环境下使用的能力。


  对于第一和第二个基本功能的描述,我们不做过多论述,下面我们重点谈谈第三点,也就是LED路灯驱动对雷击和浪涌的防护问题。




  目前有统计,全球大约有4万多个雷暴中心,每天大约有超过800万次雷击。在雨季,平均每6分钟就有一个人被雷击中。包括2011年7月23日的深杭线D301和D3115次列车追尾事件,都是雷击引起。


  贵重电子设备一定要在电源输入电路中增加雷电防护电路,当然电子设备防雷主要是二次防雷,也就是雷电产生的感应电压(也称浪涌)的防护。


  浪涌是一种上升速度高、持续时间短的尖峰脉冲。其产生原因是多方面的,诸如:二次雷击、电网过压、开关打火、虬源反向、静电、电机/电源噪声等。


  据估算,电子产品的故障有75%是由于瞬变和浪涌造成的。电压的瞬变和浪涌无处不在,电网、雷击、爆破,就连人在地毯上行走都会产生上万伏的静电感应电压,这些,都是电子产品的隐形致命杀手。


  张志诚重点提到当前主要的浪涌(二次雷击)保护主要有三种方法:


01
开关型


  其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗,一但响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值,允许雷电流通过。用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。


02
限压型


  其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻抗,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有:氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。


03
分流型或扼流型


  分流型:与被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗。


  扼流型:与被保护的设备串联,对雷电脉冲呈现为高阻抗,而对正常的工作频率呈现为低阻抗。用作此类装置的器件有:扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。

综上所述,健森科技董事长辛明峰建议大家在驱动电源中加入合理的雷击浪涌防护电路,将有效的降低路灯等用电设备的损坏几率及损坏程度。