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LED工程灯的电源防雷保护简述
引言:
随着全球化的节能减排趋势，LED技术的不断革新；从传统的白炽灯到灯丝上涂了一些电子粉的节能灯，到现在的LED节能灯；世界各大半导体厂商均在不断改进LED器件的能耗、使用寿命、散热问题等等技术；实质上，整个LED照明系统的损坏主要为驱动器的损坏，而现实中众多厂家对驱动电源的稳定性似乎考虑的不够充分！
LED节能产品已经广泛用于工业厂房照明，城市景观、城市照明、窗外广告照明、隧道照明等等！我司结合众多的项目经验，对于目前LED驱动电源的保护做一些简要的介绍：
主要涉及标准: IEC61000-4-5 / GB/T17626.5
综合波 8/20US 1.25/50US 低电电网源阻抗,使用等效输入2Ω试验等级:
等级 | 开路试验电压+ 10% |
1 | 0.5KV |
2 | 1KV |
3 | 2KV |
4 | 4KV |
5 | 10KV或100KV(山区地带或多雷森林区) |
第一部分：室外照明（不分恒流或恒压介绍）
特点：室外照明系统的工作环境非常恶劣，容易受到雷电浪涌干扰；驱动电源的损坏，维护成本较高昂。
电气特性：要求宽输入电压范围、恒流精度要求高、电流波动小
驱动电源功率（包括恒流或恒压） | 建议方案 |
100W < P < 300W | 方案1 |
50W < P < 100W | 方案1、方案2 |
15W < P < 50W | 方案2、方案3 |
5W < P < 15W | 方案2 、方案3、方案4 |
方案1
优点：它使用了共、差模全方位保护，并且在共差模线上均和放电管串接；正常情况没有漏电流，同时也会延长压敏电阻的使用寿命；一般情况，当压敏电阻发现失效时为开路或爆裂，也不免有特殊情况，压敏电阻短路失效时，放电管将会开路保护电路，否则会引起电路总线跳闸。
它在线上串接了抑制浪涌电流的热敏电阻，这种有利于当电源开关（ON/OFF）切换时，吸收浪涌电流，减少因开关过程的电火花产生，使得恒流精度更高、更稳定。也有利于后级整流稳压电路的器件寿命延长。
缺点：成本相对较高，占一定的空间
方案3
优点：性价比一般、它使用了差模保护，在差模线上和放电管串接；正常情况LN线之间没有漏电流，同时也会延长压敏电阻的使用寿命，它适合很多没有接PE保护地线的项目实施。
它在线上串接了抑制浪涌电流的热敏电阻，这种有利于当电源开关（ON/OFF）切换时，吸收浪涌电流，减少因开关过程的电火花产生，使得恒流精度更高、更稳定。也有利于后级整流稳压电路的器件寿命延长。缺点：浪涌电压仅靠器件吸收，没有合适泄放能量的地。
方案2
优点：它使用了共、差模全方位保护，在共模线上和放电管串接入PE保护地；正常情况线与PE线之间没有漏电流，同时也会延长压敏电阻的使用寿命。
它在线上串接了抑制浪涌电流的热敏电阻，这种有利于当电源开关（ON/OFF）切换时，吸收浪涌电流，减少因开关过程的电火花产生，使得恒流精度更高、更稳定。也有利于后级整流稳压电路的器件寿命延长。
缺点：差模线上压敏电阻发生短路失效，增加跳闸的机率
方案4
优点：性价比高、它使用了差模保护，在差模线上仅用压敏电阻；PCBLayout 不占空间,适合小功率紧凑型电路。
它在线上串接了抑制浪涌电流的热敏电阻，这种有利于当电源开关（ON/OFF）切换时，吸收浪涌电流，减少因开关过程的电火花产生，使得恒流精度更高、更稳定。也有利于后级整流稳压电路的器件寿命延长。
缺点：对于压敏电阻要求比较高，对机壳的阻燃性要求相对较高。
器件选择（110V电源 电压波动20%）：
驱动电源功率（包括恒流或恒压） | 试验等级IEC61000-4-5 / GB/T17626.5 | |||||||
器件名称 | 等级1 0.5KV | 等级2 1.0KV | 等级3 2KV | 等级4 4KV | ||||
100W < | P | < | 300W | 压敏电阻 | 14D241K | 14D241K | 20D241K | 25D241K |
热敏电阻 | 2.5D20或D25 | 2.5D20或D25 | 2.5D20或D25 | 2.5D20或D25 | ||||
气体放电管 | 2R230L-5.5 | 2R230L-6 | 2R230L-8 | 2R230L-10 | ||||
50W < | P | < | 100W | 压敏电阻 | 10D241K | 14D241K | 20D241K | 20D241K |
热敏电阻 | 5D15或D20 | 5D15或D20 | 5D15或D20 | 5D15或D20 | ||||
气体放电管 | 2R230L-5.5 | 2R230L-6 | 2R230L-8 | 2R230L-10 | ||||
15W < | P | < | 50W | 压敏电阻 | 10D241K | 10D241K | 20D241K | 20D241K |
热敏电阻 | 5D9或D11 | 5D9或D11 | 5D9或D11 | 5D9或D11 | ||||
气体放电管 | 2R230L-5.5 | 2R230L-6 | 2R230L-8 | 2R230L-10 | ||||
5W < | P | < | 15W | 压敏电阻 | 07D241K | 10D241K | NC | NC |
热敏电阻 | 5D7或D9 | 5D7或D9 | NC | NC | ||||
气体放电管 | 2R230L-5.5 | 2R230L-6 | NC | NC | ||||
器件选择（220V电源 电压波动20%）
驱动电源功率（包括恒流或恒压） | 试验等级IEC61000-4-5 / GB/T17626.5 | |||||||
器件名称 | 等级1 0.5KV | 等级2 1.0KV | 等级3 2KV | 等级4 4KV | ||||
100W < | P | < | 300W | 压敏电阻 | 14D511K | 20D511K | 20D511K | 25D511K |
热敏电阻 | 2.5D15或D20 | 2.5D15或D20 | 2.5D15或D20 | 2.5D15或D20 | ||||
气体放电管 | 2R600L-6 | 2R600L-6 | 2R600L-8 | 2R600L-10 | ||||
50W < | P | < | 100W | 压敏电阻 | 14D511K | 14D511K | 20D511K | 25D511K |
热敏电阻 | 5D15或D20 | 5D15或D20 | 5D15或D20 | 5D15或D20 | ||||
气体放电管 | 2R600L-6 | 2R600L-6 | 2R600L-8 | 2R600L-10 | ||||
15W < | P | < | 50W | 压敏电阻 | 10D511K | 10D511K | 20D511K | 25D511K |
热敏电阻 | 10D9或D11 | 10D9或D11 | 10D9或D11 | 10D9或D11 | ||||
气体放电管 | 2R600L-6 | 2R600L-6 | 2R600L-8 | 2R600L-10 | ||||
5W < | P | < | 15W | 压敏电阻 | 7D511K | 7D511K | NC | NC |
热敏电阻 | 22D7或D9 | 22D7或D9 | NC | NC | ||||
气体放电管 | 2R600L-6 | 2R600L-6 | NC | NC | ||||
第二部分：室内照明（不分恒流或恒压介绍）
特点：室内照明系统的工作环境相对较发，不容易受到雷电浪涌干扰；但容易受室内的电气设备的影响，需要充份考虑成本。
电气特性：要求输入电压范围适用、恒流精度要求一般
驱动电源功率（包括恒流或恒压） | 建议方案 |
100W < P < 300W | 方案2、方案3 |
50W < P < 100W | 方案2、方案3、方案4 |
15W < P < 50W | 方案3、方案4 |
5W < P < 15W | 方案4 |
器件选择（110V电源 电压波动20%）：
驱动电源功率（包括恒流或恒压） | 试验等级IEC61000-4-5 / GB/T17626.5 | |||||||
器件名称 | 等级1 | 等级2 | 等级3 | 等级4 | ||||
100W < | P | < | 300W | 压敏电阻 | 20D241K | 25D241K | NC | NC |
热敏电阻 | 5D20或D25 | 5D20或D25 | NC | NC | ||||
气体放电管 | 2R230L-6 | 2R230L-6 | NC | NC | ||||
50W < | P | < | 100W | 压敏电阻 | 14D241K | 14D241K | NC | NC |
热敏电阻 | 5D15或D20 | 5D15或D20 | NC | NC | ||||
气体放电管 | 2R230L-6 | 2R230L-6 | NC | NC | ||||
15W < | P | < | 50W | 压敏电阻 | 10D241K | 14D241K | NC | NC |
热敏电阻 | 5D9或D11 | 5D9或D11 | NC | NC | ||||
气体放电管 | 2R230L-6 | 2R230L-6 | NC | NC | ||||
5W < | P | < | 15W | 压敏电阻 | 07D241K | 10D241K | NC | NC |
热敏电阻 | 5D7或D9 | 5D7或D9 | NC | NC | ||||
气体放电管 | NC | NC | NC | NC | ||||
器件选择（220V电源 电压波动20%）
驱动电源功率（包括恒流或恒压） | 试验等级IEC61000-4-5 / GB/T17626.5 | |||||||
器件名称 | 等级1 | 等级2 | 等级3 | 等级4 | ||||
100W < | P | < | 300W | 压敏电阻 | 20D511K | 20D511K | NC | NC |
热敏电阻 | 2.5D20或D25 | 2.5D20或D25 | NC | NC | ||||
气体放电管 | 2R600L-6 | 2R600L-6 | NC | NC | ||||
50W < | P | < | 100W | 压敏电阻 | 14D511K | 14D511K | NC | NC |
热敏电阻 | 5D15或D20 | 5D15或D20 | NC | NC | ||||
气体放电管 | 2R600L-6 | 2R600L-6 | NC | NC | ||||
15W < | P | < | 50W | 压敏电阻 | 10D511K | 14D511K | NC | NC |
热敏电阻 | 10D9或D11 | 10D9或D11 | NC | NC | ||||
气体放电管 | 2R600L-6 | 2R600L-6 | NC | NC | |
5W < P < 15W | 压敏电阻 | 07D511K | 10D511K | NC | NC |
热敏电阻 | 5D7或D9 | 5D7或D9 | NC | NC | |
气体放电管 | NC | NC | NC | NC |
方案说明:
1.以上器件选型,针对一般的电路设计,针对特定条件下的产品，做相应调整.
2.电流抑制热敏电阻的选择，还需要根据电源输入端的电容量选择，效果才能达到最佳,可参考我司《功率热敏电阻选型说明》。
第三部份： 国际部份安全及电磁兼容标准
Safety Category | Country | Standard |
UL | USA & Canada | UL8750, UL935, UL1012, UL1310 Class 2, CSA-C22.2 No. 107.1, CSA C22.2 NO. |
CE | Europe | EN 61347-1, EN61347-2-13 |
EMI Standards | Country | Notes |
EN 55015 | Europe | Conducted emission Test & Radiated emission Test with 6 dB margin |
FCC | USA | FCC Part 15 Class B, ANSI C63.4: 2009. |
EMS Standards | Notes | |
EN 61000-3-2 | Harmonic current emissions | |
EN 61000-3-3 | Voltage fluctuations & flicker | |
EN 61000-4-2 | Electrostatic Discharge (ESD): 8 kV air discharge, 4 kV contact discharge | |
EN 61000-4-3 | Radio-Frequency Electromagnetic Field Susceptibility Test-RS | |
EN 61000-4-4 | Electrical Fast Transient / Burst-EFT | |
EN 61000-4-5 | Surge Immunity Test: AC Power Line: line to line 2 kV, line to earth 4 kV | |
EN 61000-4-6 | Conducted Radio Frequency Disturbances | |
EN 61000-4-8 | Test-CS Power Frequency Magnetic Field Test | |
EN 61000-4-11 | Voltage Dips | |
EN 61547 | Electromagnetic Immunity Requirements Applies To Lighting Equipment | |
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