| charles_0107 |
2010-03-22 14:00 |
LED 路燈防浪涌干擾設(shè)計中亟待解決的絕緣耐壓問題
LED 路燈防浪涌干擾設(shè)計中亟待解決的絕緣耐壓問題 gW,hI>
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作者：陳超中 施曉紅 於立成 劉爾立 楊樾 強(qiáng)耀根 $&=xw _
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摘 要：本文闡述了目前LED 路燈常用的防浪涌或防瞬變抑制電路的原理，指出了具有防浪涌干擾功能的LED 路燈普遍存在的絕緣耐壓問題。提出LED 路燈的EMS 設(shè)計應(yīng)建立在滿足安全要求的基礎(chǔ)上的理念。強(qiáng)調(diào)了LED 路燈設(shè)計輸入的充分性。 +J|H~`
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關(guān)鍵詞：LED 路燈 防浪涌干擾 防雷 耐壓 2j: 0!%
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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。 hJ$9Hb
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一、氣體放電管和壓敏電阻組合構(gòu)成的抑制電路原理 {vGJ}q?Sd"
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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)，會產(chǎn)生可觀的泄漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時間后，因泄漏電流變大可能會發(fā)熱自爆。為解決這一問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pF。在這個支路中，氣體放電管將起一個開關(guān)作用，沒有暫態(tài)電壓時，它能將壓敏電阻與系統(tǒng)隔開，使壓敏電阻幾乎無泄漏電流。但這又帶來了缺點就是反應(yīng)時間為各器件的反應(yīng)時間之和。例如壓敏電阻的反應(yīng)時間為25ns，氣體放電管的反應(yīng)時間為100ns，則圖2 的R2、G、R3 的反應(yīng)時間為150ns，為改善反應(yīng)時間加入R1 壓敏電阻，這樣可使反應(yīng)時間為25ns。 Z2gWa~dBC
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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火花放電電壓（圖4 的u1）時，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)寬的電流變動范圍（從圖4 的i1→i2 過程中）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，免除了干擾對燈具可能帶來的危害。隨著浪涌過電壓的消退，流過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 f-G )pHm
10mA~100mA，與管子本身的特性有關(guān)）,弧光放電便停止，并再次通過輝光放電狀態(tài)后，結(jié)束整個放電狀態(tài)（熄�。�
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