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AC照明系统电路保护应用

       LED照明曾经是科学家和“早期采用者”的宠儿,但现在已经成为主流。当LED照明应用越来越普及,照明系统面临的威胁以及各种电路保护方案问题,这些方案可用于“强化”设计以实现最大可靠性和安全性。

      主要重点是在有价值的地方投资电路保护。当然,安全评级机构(ULETL等)将要求最低限度的防火和人员安全措施。本文的真正目标是经济有效地延长受保护设备的使用寿命(安全人员无法解决的问题)。价值超出了灯具的零售价值(虽然这肯定是一个因素)并且包括有价值的功能(失败可能使人或其他设备处于危险之中),难以进入(维修或更换访问成本可能是比设备成本大的数量),或销售到可靠性是供应商之间竞争点的市场的设备。

 电路保护

上图中的框图显示了典型的工业照明灯具。第三个模块显示了交流线路(BR),功率因数校正(PFC)电路的无变压器整流,大多数工业照明灯具包括一个电容器组,用于将120Hz纹波平滑到可接受的水平。消防安全还需要输入端的保险丝,但在整个设计中增加过压保护将有助于确保自恢复保险丝永远不会因为保护关键电子元件而损坏,否则这些电子元件会失效并在输入端产生过大的电流。桥式整流器(BR)中的二极管通常是电压浪涌的第一个受害者。在没有输入过压保护的情况下,AC输入浪涌将进入DC / DC电压 - 电流转换器模块,其中开关电子设备将高压DC输入切断为LED的可用电流包。这些电子设备在这些电路中的额定电压为数百伏,但很容易被超过其额定值的单个事件破坏 - 并且附近的雷击或工业电机被关闭会导致几千伏的电压尖峰。

       AC输入端的高容量金属氧化物变阻器(MOV)设备网络是限制电压浪涌的首选解决方案。每次吸收的浪涌都会使MOV老化,所以要确保你慷慨地调整尺寸。在路灯应用中,电子设备基本上位于避雷针顶上,通常建议将MOV设备与线电压硅TVS二极管设备配合使用。TVS器件提供精确的电压钳位,没有老化特性,但TVS也是一项重大投资。如果预计维修通道成本非常高并且需要调用公用事业服务卡车和机组人员,那么设计具有最佳电路保护的额外费用通常是合理的。

      在某些工业设计中,交流输入自恢复保险丝的尺寸必须能够承受非常大的MOV设备的浪涌电流,如图所示。在这些情况下,自恢复保险丝可能不够敏感,无法在开关部分的故障中打开(DC / DC转换模块在同一框图中。)但是,下游熔丝可以放置在与工作电流更接近匹配的线路整流级(BR + PFC模块)之后。但由于这是一个直流电路,因此必须使用专用的高压直流熔断器。

      在一些设计中,LED本身实际上与驱动器电子电路相关。保持LED的热量远离驱动器电子设备是有利的。在一些路灯应用中,电子设备位于底座中,LED位于杆顶上。在这些设计中,提供额外的TVS器件以保护LED串免受感应高电压可能是合适的,因为从驱动器电路到LED的长导线将充当天线。

      利用连接到长高压串联线的引线键合LED结构的设计具有额外的故障模式,其中热循环或机械振动导致引线键合断开,从而产生开路LED。解决方案是使用开放式LED旁路设备,这将保持灯串的平衡点亮,绕过打开的LED。如果没有这些设备,单个LED作为开路故障就会熄灭整个串。只要灯具保持指定的最小光输出,某些保修可能允许一定百分比的LED失效。

      深圳嘉虹凯科技有限公司是一家专业的电路保护方案解决供应商,公司自主研发生产的LT系列自恢复保险丝,TVS二极管,放静电ESD都能应用到AC照明系统的电路保护中。

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