LED路燈電源之防雷攻略與防雷擊電路設計方案

　　路燈安裝在戶(hù)外，雷擊是一個(gè)非常大的威脅。輕則導致路燈損壞，重則引起火災或人員傷亡，產(chǎn)生巨大的損失。在此，就向大家介紹一下關(guān)于雷電對LED路燈的影響以及防范措施。

　　本文總結雷擊主要有以下四種類(lèi)型：

　　1.直擊雷

　　直擊雷蘊含極大的能量，峰值電壓可達5000kv的雷電流入地，具有極大的破壞力。會(huì )造成以下三種影響：

　　a 巨大的富電流在數微秒時(shí)間內流下地，使地電位迅速拾高，造成反擊事故，危害人身和設備安全。

　　b 雷電流產(chǎn)生強大的電磁波，在電源線(xiàn)和信號線(xiàn)上感應極高的脈沖電壓。

　　c 雷電流流經(jīng)電氣設備產(chǎn)生極高的熱量，造成火災或爆炸事故。

　　2.傳導雷

　　遠處的雷電擊中線(xiàn)路或因電磁感應產(chǎn)生的極高電壓，由室外電源線(xiàn)路和通信線(xiàn)路傳至建筑物內室內的電氣設備。

　3.感應雷

　　云層之間頻繁放電產(chǎn)生強大的電磁波導致共模和差模干擾，影響電氣設備運行。

　　 4.開(kāi)關(guān)過(guò)電壓

　　供電系統中的電感性和電容性負載開(kāi)啟或斷開(kāi)、地極短路、電源線(xiàn)路短路等，都能在電源線(xiàn)路上產(chǎn)生高壓脈沖，脈沖電壓可達正常電壓的3到5倍，可嚴重損壞設備。破壞效果與雷擊類(lèi)似。

　　那么我們又將如何防范雷擊事故的發(fā)生呢？經(jīng)過(guò)中電華星電源研究實(shí)驗室研究發(fā)現，以下幾種方式是防范路燈被雷電破壞最有效的辦法：

　　4.1 外部防雷與內部防雷相結合

　　現在一般的led路燈外部都是導體材料，本身就相當于一個(gè)避雷針，在設計上必須安裝引下線(xiàn)和地網(wǎng)，這些系統構成外部防雷系統。該系統可避免LED路燈因直擊雷引起火災及人身安全事故。內部防雷系統是指路燈內部通過(guò)接地、設置電壓保護等方式對設備進(jìn)行保護。該系統可防止感應雷和其他形式的過(guò)電壓侵入，造成電源毀壞、這是外部防雷系統無(wú)法保證的。這兩者之間是相輔相成的，互為補充。內部防雷系統在很多器件上例如外殼、進(jìn)出保護區的電纜、金屬管道等都要連接外部防雷系統或者設置過(guò)壓保護器，并進(jìn)行等電位連接。

　　4.2 防雷等電位連接

　　徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，電源線(xiàn)、信號線(xiàn)、金屬管道等都要用過(guò)壓保護器進(jìn)行等電位連接，各個(gè)內層保護區的界面處也要進(jìn)行局部等電位連接，各個(gè)局部等電位連接處要互相連接，最后與主等電位處相連。

4.3 設置雷電保護區

　　目前LED路燈除了電源設備外，還會(huì )設置一些通信設備用于控制路燈的開(kāi)關(guān)及亮度，這些設備及電源都需要安置在雷電保護區內，保護區域直接受外殼屏蔽。此處的電磁場(chǎng)要弱得多。

　　4.4 高質(zhì)量保護設備--防雷模塊和過(guò)壓保護模塊

　　防雷器的作用是在最短時(shí)間（納秒級）內將被保護系統連入等電位系統中，使設備各端口等電位。同時(shí)將電路中因雷擊而產(chǎn)生的巨大脈沖能量經(jīng)短路線(xiàn)釋放到大地，降低設備各接口端的電位差，從而起到保護設備的作用。中電華星技術(shù)研發(fā)團隊認為，LED路燈電源模塊不僅要按照上述要求進(jìn)行設計，而且必須經(jīng)過(guò)嚴格的檢驗程序。

　　a 具有恒壓輸出功能或具有恒流輸出功能或兩者功能兼有的控制裝置，應采用GB19510.12/IEC61347-2-13安全標準檢驗。

　　b 對僅具有控制LED亮暗、閃動(dòng)、顏色等邏輯變化功能的控制裝置，應采用GB19510.12/IEC61347-2-11安全標準檢驗。

　　c 如果一個(gè)控制裝置兼有上述兩者的功能的，應按照GB19510.12/IEC61347-2-13安全標準檢驗。

　　實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)科學(xué)的設計及嚴格的檢驗，不僅能確保LED路燈系統不受到雷電的傷害，而且杜絕了雷電對電源設備的共模和差模干擾。下面我們來(lái)介紹一下防雷擊的電源電路設計方案。

5 防雷擊電路設計方案

LED路燈安裝在室外，極易受雷擊或浪涌電壓而損壞，所以需要設計防雷單元。路燈的防雷分為兩級，第一級是防護直擊雷，利用金屬燈桿接地進(jìn)行處理。第二級是防護傳導雷擊和感應雷擊，電網(wǎng)電壓波動(dòng)等，采用突波吸收器Varistor作為主要組件設計防雷單元。

LED驅動(dòng)電源過(guò)流保護設計

賽爾特最新研發(fā)的熱保護突波吸收器（TMOV），可簡(jiǎn)化LED路燈的防雷設計。這種新型TMOV集成溫度保險絲和Varistor，能夠在Varistor失效著(zhù)火前安全隔離，具有UL1449 第三版認證。

傳統LED驅動(dòng)電源采用電流保險絲作為過(guò)流保護，這里介紹賽爾特新設計的熱保護繞線(xiàn)熔斷電阻，擁有比電流保險絲更好的價(jià)格和性能，比普通繞線(xiàn)電阻更好的安全性能。

在電源前端設計一個(gè)熱保護突波吸收器Thermo-fuse Varistor，用來(lái)防止浪涌或雷擊。

普通繞線(xiàn)電阻器作為過(guò)流保護時(shí)，需要4倍額定電流以上的故障電流才能快速的斷開(kāi)。在2倍的額定電流時(shí)斷開(kāi)時(shí)間長(cháng)，并且會(huì )產(chǎn)生300℃~500℃高溫，具有安全隱患。賽爾特新設計的熱保護繞線(xiàn)熔斷電阻，可在1.5倍~2倍的額定電流時(shí)快速斷開(kāi)，安全可靠。