نمت إضاءة LED في الهواء الطلق ، وخاصة إضاءة الشوارع ، بشكل كبير في السنوات الأخيرة. لضمان المتانة والسلامة ،يجب أن توفر برامج تشغيل LED المستخدمة في البيئات الخارجية مستويات حماية عالية للارتفاع. تستكشف هذه المقالة مسارات اقتران الطفرة ، وأنماط الفشل في برامج التشغيل LED ، وتصميمات دوائر الحماية التي تعزز بشكل كبير مناعة الطفرة وتحسن موثوقية أنظمة الإضاءة LED الخارجية.

---

1. أنواع الفولتية الطفرة التي تؤثر على سائقي LED في الهواء الطلق

يجب على سائقي LED في الهواء الطلق صمود العديد من الفولتية العابرة ، بما في ذلك:

• ضربات البرق المباشرة: احمل طاقة عالية للغاية ، مع ذروة الفولتية التي تصل إلى 5000 كيلو فولت.

• أجرت العواصف: الناجم عن ضربات البرق على خطوط السلطة أو الاتصال.

• تبديل العابرين: تم إنشاؤه عن طريق الاتصال المفاجئ/فصل الأحمال الاستقرائية أو السعة ، وغالبًا ما يتجاوز عدة مرات الجهد المقنن للشبكة.

تتناول حماية الطفرة في برامج التشغيل LED بشكل أساسي العواصف التي يتم إجراؤها والتحويل.

---

2. معايير الاختبار لحصانة الطفرة

يتبع اختبار الطفرة لسائقي LED في الهواء الطلق المعايير الدولية:

• IEC 61643-11: يحدد شكل موجة الطفرة المشتركة (1.2/50μs الجهد و 8/20μs الحالي).

• Ansi C82.77: يحدد الحد الأدنى من مناعة الطفرة من 6 كيلو فولت/3 كيلوغرام (الوضع التفاضلي والمشترك) للاصطدام في الهواء الطلق.

مستوى الحماية المطلوب لمستلزمات الطاقة في الهواء الطلقما لا يقل عن 6 كيلو فولت الوضع التفاضلي والشائع.

---

3. بنية حماية الطفرة في أضواء الشوارع LED

يتضمن نظام حماية الطفرة النموذجي مرحلتين:

• المرحلة 1: SPD الخارجي (جهاز حماية الطفرة)-المشابك عالي الجهد عالي الجهد (10-30 كيلو فولت) يصل إلى 4-8 كيلو فولت.

• المرحلة 2: دائرة الحماية الداخلية- مزيد من المشابك الجهد إلى أقل من عدة مئات من فولت لحماية الدوائر الداخلية.

---

4. تصميم حماية الطفرة التفاضلية

تحدث العواصف التفاضلية بين السطر (L) والمحايد (N) ، أو بين VBUs وأرض الطاقة. تشمل أوضاع الفشل الشائعة:

• فتيل في مهب

• فشل MOV (متغير أكسيد المعادن)

• موسفت أو انهيار الصمام الثنائي

• تسرب مكثف بالكهرباء

اعتبارات التصميم الرئيسي:

• طوبولوجيا الدائرة: يفضل تعزيز طوبولوجيا المرحلة الأولى بسبب قدرتها على التخزين المؤقت.

• تصميم دائرة التثبيط:

  • الحماية الأوليةيستخدم MOVs مصنفة لـ 320 VAC وقطر 14 ملم لمشبك 6 كيلو فولت.

  • الحماية الثانويةيستخدم MOVs أصغر و/أو أجهزة تلفزيون الثنائيات لزيادة الجهد.

• حماية التبديل الذكية: يمكن استخدام المفاتيح التي يتم التحكم فيها (على سبيل المثال ، MOSFETs ، SCRS) عزل دوائر التثبيت ديناميكيًا ، مما يتيح انخفاضًا في الجهدات لتحسين الحماية.

• دوائر الحماية المخصصة: بالنسبة للمكونات الضعيفة (على سبيل المثال ، مفتاح Q1) ، قد تغلق الدوائر بنشاط التبديل أثناء أحداث الزيادة.

---

5. تصميم حماية الطفرة الشائعة

يرفع الوضع الشائع الزوجين بين L-PE أو N-PE أو كليهما. أنها تؤثر أساسا:

• وحدات LED ومصارف الحرارة، والتي تشكل السعة الطفيلية مع التأريض (CP2 ، CP3).

مقاييس التصميم:

• يستخدممحولات العزلةمع عزل عالية ومسافة زحف كافية.

• تقليل الاقتران بالسعة (مثل ، CP1) عبر المحولات.

• يضيفMovs أو أنابيب تصريف الغازفي مرحلة الإدخال لثقب الوضع الشائع.

---

6. الاختبار والنتائج

تكوين الاختبار:

• نوع زيادة: 6 كيلو فولت/3 كا ، 2 Ω مقاومة ، 40 نبضات في 4 أوضاع اقتران (LN ، L-PE ، N-PE ، L/N-PE)

• المرحلة 1 موف: 14 مم ، 320 فولت

• المرحلة 2 موف: 10 ملم ، 240 فولت معقدة ثنائية الاتجاه ثنائية الاتجاه

مرت سائق LED جميع اختبارات الطفرة. تم تثبيت الجهد بشكل فعال:

• من 6 كيلو فولت إلى 1045 فولت بعد المرحلة 1

• علاوة على ذلك إلى 620 فولت بعد المرحلة 2 - ضمن حدود آمنة لـ 600 V MOSFETs

---

7. الخلاصة

تسلط هذه الدراسة الضوء على كيفية تأثير أحداث الطفرة على برامج تشغيل LED في الهواء الطلق وتحديد استراتيجيات حماية قوية لتجارب الوضع التفاضلي والشائع.من خلال الاختيار السليم للمكونات ، الطوبولوجيا ، ودوائر حماية المراحل المتعددة ، يمكن للسائقين LED تحقيق مقاومة لارتفاع البرق الموثوقة، يعزز بشكل كبير طول طول واستقرار أنظمة الإضاءة الخارجية.