LED電源防雷攻略：壓敏電阻串聯(lián)陶瓷氣體放電管
發(fā)布時(shí)間：2015-10-28 點(diǎn)擊：2791
LED電源防雷攻略：壓敏電阻串聯(lián)陶瓷氣體放電管
雷電的入侵首先表現(xiàn)為過(guò)電壓，當(dāng)存在泄放通道時(shí)，產(chǎn)生電流。過(guò)電壓有共模過(guò)電壓和差模過(guò)電壓兩種類型，
由于寄生電容的存在，雷電過(guò)電壓擊穿空氣或在常壓下絕緣的器件，構(gòu)成強(qiáng)大的雷電流，造成設(shè)備損壞。贛州防雷
為了抑制雷電的影響，應(yīng)在雷電能量進(jìn)入設(shè)備前將能量泄放至大地。對(duì)于共模過(guò)電壓，應(yīng)在輸入線與地之間安裝防雷器件;對(duì)于差模過(guò)電壓，應(yīng)在輸入火線和零線之間安裝防雷器件。
開(kāi)關(guān)電源中常用的防雷器件是壓敏電阻和氣體放電管。
1，壓敏電阻
壓敏電阻為限壓型器件，當(dāng)兩端施加作業(yè)電壓時(shí)阻值很高，漏電流為μA級(jí)。隨著端電壓升高，壓敏電阻阻值降低，端電壓超過(guò)鉗位電壓后阻值急劇降低，漏電流可高達(dá)20~40KA，構(gòu)成雷電泄放通道。當(dāng)電壓降低至作業(yè)電壓后，壓敏電阻的漏電流迅速減小，恢復(fù)本來(lái)狀態(tài)。
開(kāi)關(guān)電源常用的壓敏電阻作業(yè)過(guò)程如下圖所示。
常用壓敏電阻特性
隨著作業(yè)時(shí)間的增加，尤其是多次泄放電流，壓敏電阻漏電流逐漸增大。假如施加的電壓為標(biāo)稱電壓的90%時(shí)漏電流就到達(dá)1mA，就以為壓敏電阻性能達(dá)不到要求，需要更換。基于此，可以比較容易地檢測(cè)壓敏電阻性能。
通常要求壓敏電阻能耐受In電流正反各沖擊5次，耐受Imax電流正負(fù)各沖擊一次，10%In電流沖擊100次。
2、氣體放電管
氣體放電管為開(kāi)關(guān)型器件。當(dāng)氣體放電管兩端施加的電壓小于觸發(fā)電壓時(shí)，氣體放電管為斷路狀態(tài)，基本無(wú)漏電流。當(dāng)電壓高于觸發(fā)電壓時(shí)，氣隙被擊穿，可以為短路。當(dāng)兩端的電壓下降至作業(yè)電壓以內(nèi)時(shí)，氣隙不能滅弧，持續(xù)有電流通過(guò)，這就是氣體放電管的續(xù)流問(wèn)題。氣體放電管的滅弧電壓很低，通常為20~50V，因此不能安裝在火線與零線、火線與地線之間。
氣體放電管的通常特性如下圖。
常用氣體放電管特性
目前業(yè)界比較通常的標(biāo)準(zhǔn)是單個(gè)驅(qū)動(dòng)器的防雷等級(jí)在差模4KV，共模6KV，帶外置防雷器可以到達(dá)差模10KV，共模10KV的防護(hù)等級(jí)，贛州防雷
這篇文章所規(guī)劃的是一種基于壓敏電阻和陶瓷氣體放電管抗雷擊浪涌電路。共模、差摸全保護(hù)。壓敏電阻VDR1，VDR2分別與電源L、N并聯(lián)，主要來(lái)鉗位L、N線間電壓，壓敏電阻VDR3，VDR4與陶瓷氣體放電管GT1串聯(lián)后接地，主要是泄放共模雷擊浪涌，VDR6與GT6串聯(lián)主要是泄放差模雷擊浪涌，電路如下圖所示。
實(shí)際在使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)由于雷擊損壞的狀況并不多，更多的反而是疑似電網(wǎng)動(dòng)搖導(dǎo)致，從損壞驅(qū)動(dòng)器的拆解可以看出，內(nèi)部防雷電路的損壞有2種狀態(tài)：第一種狀態(tài)，用于實(shí)現(xiàn)電壓鉗位的壓敏電阻是點(diǎn)擊穿，能量明顯從器件上某點(diǎn)爆裂而開(kāi);第二種狀態(tài)，用于實(shí)現(xiàn)電壓鉗位的壓敏電阻則是燃燒式毀壞。針對(duì)第一種狀況，在實(shí)驗(yàn)室用浪涌發(fā)生器測(cè)驗(yàn)，通過(guò)加大模仿的浪涌電壓，可以清楚重現(xiàn)這種單點(diǎn)式爆裂，第二種狀況，在實(shí)驗(yàn)室也可以進(jìn)行模仿，將驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓調(diào)高，在到達(dá)壓敏電阻產(chǎn)生漏電流的時(shí)候會(huì)漸漸發(fā)熱并燒毀。
通常電源廠商為了防止壓敏電阻由于漏電流導(dǎo)致的發(fā)熱燒毀，都會(huì)把壓敏電阻的電壓調(diào)整的較高，通常會(huì)用到621或許681等級(jí)的壓敏電阻，這種等級(jí)的VDR，在輸入電壓到達(dá)390VAC或許420VAC時(shí)才會(huì)出現(xiàn)漏電流，但是這種規(guī)劃的問(wèn)題在于，由于PFC級(jí)的輸出電容的電壓往往選擇450VDC/500VDC，假如輸入電壓真的長(zhǎng)期到達(dá)380VAC(530VDC)，那PFC的輸出電解電容也會(huì)出現(xiàn)鼓包，漏液，這種規(guī)劃本身并不能保證電源在輸入電壓到達(dá)380VAC以上時(shí)的安全性。而且由于VDR等級(jí)的提高，對(duì)雷擊電壓的吸收效果會(huì)減弱。綜合考慮，VDR1，VDR2最好的選擇是561，這樣與電解電容的耐壓匹配，又更有效的吸收了雷擊的能量。同時(shí)在實(shí)際的工程施行中，在每段路的配電箱中應(yīng)該加入過(guò)壓保護(hù)裝置，有效的保證輸入電壓不會(huì)由于電網(wǎng)動(dòng)搖，或許3相電的不均衡，而沖高到380VAC以上，然后損壞電源。
從內(nèi)部規(guī)劃看，電源廠商需要重點(diǎn)考慮VDR的降額使用，保證在符合國(guó)標(biāo)要求的40次測(cè)驗(yàn)條件下，VDR不會(huì)由于大電流沖擊次數(shù)過(guò)多，或許由于能量吸收產(chǎn)生的溫升，而產(chǎn)生損壞狀況。通常VDR廠家都會(huì)給出耐受沖擊電流的巨細(xì)與次數(shù)的關(guān)系，為了規(guī)劃的安全性，需要謹(jǐn)慎考慮VDR廠家的推薦使用條件。贛州防雷
雷電的入侵首先表現(xiàn)為過(guò)電壓，當(dāng)存在泄放通道時(shí)，產(chǎn)生電流。過(guò)電壓有共模過(guò)電壓和差模過(guò)電壓兩種類型，
由于寄生電容的存在，雷電過(guò)電壓擊穿空氣或在常壓下絕緣的器件，構(gòu)成強(qiáng)大的雷電流，造成設(shè)備損壞。贛州防雷
為了抑制雷電的影響，應(yīng)在雷電能量進(jìn)入設(shè)備前將能量泄放至大地。對(duì)于共模過(guò)電壓，應(yīng)在輸入線與地之間安裝防雷器件;對(duì)于差模過(guò)電壓，應(yīng)在輸入火線和零線之間安裝防雷器件。
開(kāi)關(guān)電源中常用的防雷器件是壓敏電阻和氣體放電管。
1，壓敏電阻
壓敏電阻為限壓型器件，當(dāng)兩端施加作業(yè)電壓時(shí)阻值很高，漏電流為μA級(jí)。隨著端電壓升高，壓敏電阻阻值降低，端電壓超過(guò)鉗位電壓后阻值急劇降低，漏電流可高達(dá)20~40KA，構(gòu)成雷電泄放通道。當(dāng)電壓降低至作業(yè)電壓后，壓敏電阻的漏電流迅速減小，恢復(fù)本來(lái)狀態(tài)。
開(kāi)關(guān)電源常用的壓敏電阻作業(yè)過(guò)程如下圖所示。
常用壓敏電阻特性
隨著作業(yè)時(shí)間的增加，尤其是多次泄放電流，壓敏電阻漏電流逐漸增大。假如施加的電壓為標(biāo)稱電壓的90%時(shí)漏電流就到達(dá)1mA，就以為壓敏電阻性能達(dá)不到要求，需要更換。基于此，可以比較容易地檢測(cè)壓敏電阻性能。
通常要求壓敏電阻能耐受In電流正反各沖擊5次，耐受Imax電流正負(fù)各沖擊一次，10%In電流沖擊100次。
2、氣體放電管
氣體放電管為開(kāi)關(guān)型器件。當(dāng)氣體放電管兩端施加的電壓小于觸發(fā)電壓時(shí)，氣體放電管為斷路狀態(tài)，基本無(wú)漏電流。當(dāng)電壓高于觸發(fā)電壓時(shí)，氣隙被擊穿，可以為短路。當(dāng)兩端的電壓下降至作業(yè)電壓以內(nèi)時(shí)，氣隙不能滅弧，持續(xù)有電流通過(guò)，這就是氣體放電管的續(xù)流問(wèn)題。氣體放電管的滅弧電壓很低，通常為20~50V，因此不能安裝在火線與零線、火線與地線之間。
氣體放電管的通常特性如下圖。
常用氣體放電管特性
目前業(yè)界比較通常的標(biāo)準(zhǔn)是單個(gè)驅(qū)動(dòng)器的防雷等級(jí)在差模4KV，共模6KV，帶外置防雷器可以到達(dá)差模10KV，共模10KV的防護(hù)等級(jí)，贛州防雷
這篇文章所規(guī)劃的是一種基于壓敏電阻和陶瓷氣體放電管抗雷擊浪涌電路。共模、差摸全保護(hù)。壓敏電阻VDR1，VDR2分別與電源L、N并聯(lián)，主要來(lái)鉗位L、N線間電壓，壓敏電阻VDR3，VDR4與陶瓷氣體放電管GT1串聯(lián)后接地，主要是泄放共模雷擊浪涌，VDR6與GT6串聯(lián)主要是泄放差模雷擊浪涌，電路如下圖所示。
實(shí)際在使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)由于雷擊損壞的狀況并不多，更多的反而是疑似電網(wǎng)動(dòng)搖導(dǎo)致，從損壞驅(qū)動(dòng)器的拆解可以看出，內(nèi)部防雷電路的損壞有2種狀態(tài)：第一種狀態(tài)，用于實(shí)現(xiàn)電壓鉗位的壓敏電阻是點(diǎn)擊穿，能量明顯從器件上某點(diǎn)爆裂而開(kāi);第二種狀態(tài)，用于實(shí)現(xiàn)電壓鉗位的壓敏電阻則是燃燒式毀壞。針對(duì)第一種狀況，在實(shí)驗(yàn)室用浪涌發(fā)生器測(cè)驗(yàn)，通過(guò)加大模仿的浪涌電壓，可以清楚重現(xiàn)這種單點(diǎn)式爆裂，第二種狀況，在實(shí)驗(yàn)室也可以進(jìn)行模仿，將驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓調(diào)高，在到達(dá)壓敏電阻產(chǎn)生漏電流的時(shí)候會(huì)漸漸發(fā)熱并燒毀。
通常電源廠商為了防止壓敏電阻由于漏電流導(dǎo)致的發(fā)熱燒毀，都會(huì)把壓敏電阻的電壓調(diào)整的較高，通常會(huì)用到621或許681等級(jí)的壓敏電阻，這種等級(jí)的VDR，在輸入電壓到達(dá)390VAC或許420VAC時(shí)才會(huì)出現(xiàn)漏電流，但是這種規(guī)劃的問(wèn)題在于，由于PFC級(jí)的輸出電容的電壓往往選擇450VDC/500VDC，假如輸入電壓真的長(zhǎng)期到達(dá)380VAC(530VDC)，那PFC的輸出電解電容也會(huì)出現(xiàn)鼓包，漏液，這種規(guī)劃本身并不能保證電源在輸入電壓到達(dá)380VAC以上時(shí)的安全性。而且由于VDR等級(jí)的提高，對(duì)雷擊電壓的吸收效果會(huì)減弱。綜合考慮，VDR1，VDR2最好的選擇是561，這樣與電解電容的耐壓匹配，又更有效的吸收了雷擊的能量。同時(shí)在實(shí)際的工程施行中，在每段路的配電箱中應(yīng)該加入過(guò)壓保護(hù)裝置，有效的保證輸入電壓不會(huì)由于電網(wǎng)動(dòng)搖，或許3相電的不均衡，而沖高到380VAC以上，然后損壞電源。
從內(nèi)部規(guī)劃看，電源廠商需要重點(diǎn)考慮VDR的降額使用，保證在符合國(guó)標(biāo)要求的40次測(cè)驗(yàn)條件下，VDR不會(huì)由于大電流沖擊次數(shù)過(guò)多，或許由于能量吸收產(chǎn)生的溫升，而產(chǎn)生損壞狀況。通常VDR廠家都會(huì)給出耐受沖擊電流的巨細(xì)與次數(shù)的關(guān)系，為了規(guī)劃的安全性，需要謹(jǐn)慎考慮VDR廠家的推薦使用條件。贛州防雷
