LED路燈防浪涌干擾設(shè)計(jì)中亟待解決的絕緣耐壓?jiǎn)栴}
防浪涌或防瞬變干擾常用的器件有氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和固體放電管幾種,以及它們的組合。LED 路燈防雷電干擾電路及其裝置一般與LED 控制裝置成為一體,常用的有氣體放電管和壓敏電阻的組合。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/200710.htm一、氣體放電管和壓敏電阻組合構(gòu)成的抑制電路原理
由于壓敏電阻(VDR)具有較大的寄生電容,用在交流電源系統(tǒng),會(huì)產(chǎn)生可觀的泄漏電流,性能較差的壓敏電阻使用一段時(shí)間后,因泄漏電流變大可能會(huì)發(fā)熱自爆。為解決這一問(wèn)題在壓敏電阻之間串入氣體放電管。圖1 中,將壓敏電阻與氣體放電管串聯(lián),由于氣體放電管寄生電容很小,可使串聯(lián)支路的總電容減至幾個(gè)pF。在這個(gè)支路中,氣體放電管將起一個(gè)開關(guān)作用,沒有暫態(tài)電壓時(shí),它能將壓敏電阻與系統(tǒng)隔開,使壓敏電阻幾乎無(wú)泄漏電流。但這又帶來(lái)了缺點(diǎn)就是反應(yīng)時(shí)間為各器件的反應(yīng)時(shí)間之和。例如壓敏電阻的反應(yīng)時(shí)間為25ns,氣體放電管的反應(yīng)時(shí)間為100ns,則圖2 的R2、G、R3 的反應(yīng)時(shí)間為150ns,為改善反應(yīng)時(shí)間加入R1 壓敏電阻,這樣可使反應(yīng)時(shí)間為25ns。
金屬氧化物壓敏電阻(MOV)的電壓-電流特性見圖3,金屬氧化物壓敏電阻(MOV)特性參數(shù)見表1。氣體放電管(GDT)的電壓-電流特性見圖4,氣體放電管(GDT)特性參數(shù)見表2。
由于浪涌干擾所致,一旦加在氣體放電管兩端的電壓超過(guò)火花放電電壓(圖4 的u1)時(shí),放電管內(nèi)部氣體被電離,放電管開始放電。放電管端的壓降迅速下降至輝光放電電壓(圖4 的u2)(u2 在表2 中的數(shù)值為140V 或180V,與管子本身的特性有關(guān)),管內(nèi)電流開始升高。隨著放電電流的進(jìn)一步增大,放電管便進(jìn)入弧光放電狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,管子兩端電壓(弧光電壓)跌得很低(圖4的u3)(u3 在表2 中數(shù)值為15V 或20V,與管子本身的特性有關(guān)),且弧光電壓在相當(dāng)寬的電流變動(dòng)范圍(從圖4 的i1→i2 過(guò)程中)內(nèi)保持穩(wěn)定。因此,外界的高電壓浪涌干擾,由于氣體放電管的放電作用,被化解成了低電壓和大電流的受保護(hù)情況(u3 和i2),且這個(gè)電流(從圖4 的i2→i3)經(jīng)由氣體放電管本身流回到干擾源里,免除了干擾對(duì)燈具可能帶來(lái)的危害。隨著浪涌過(guò)電壓的消退,流過(guò)氣體放電管的電流降到維持弧光放電狀態(tài)所需的最小值以下(約為10mA~100mA,與管子本身的特性關(guān)),弧光放電便停止,并再次通過(guò)輝光放電狀態(tài)后,結(jié)束整個(gè)放電狀態(tài)(熄弧)。
二、具有防浪涌干擾功能的 LED 路燈普遍存在的絕緣耐壓?jiǎn)栴}
1、燈具耐壓?jiǎn)栴}存在的現(xiàn)狀
在采用上述氣體放電管和壓敏電阻組合構(gòu)成的抑制電路防浪涌干擾的LED路燈普遍存在的絕緣耐壓?jiǎn)栴}是在燈具的帶電部件與金屬部件之間不能承受2U+1000(V)的基本絕緣的電壓,常見在600V 左右發(fā)生擊穿現(xiàn)象。造成絕緣耐壓?jiǎn)栴}的根源是氣體放電管的耐壓參數(shù)選擇不合理所致。與其說(shuō)是LED 路燈存在的絕緣耐壓?jiǎn)栴},倒不如說(shuō)是LED 控制裝置存在的絕緣耐壓?jiǎn)栴}。因?yàn)榉览擞扛蓴_電路通常位于LED 控制裝置中。帶有防浪涌干擾功能的LED 控制裝置應(yīng)符合GB 19510.14-2009《燈的控制裝置第 14 部分:LED 模塊用直流或交流電子控制裝置的特殊要求》和GB19510.1-2000《燈的控制裝置第 1 部分:一般要求和安全要求》。
評(píng)論