LED 路灯防浪涌干扰设计中亟待解决的绝缘耐压问题 {b-SK5%]L
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作者：陈超中 施晓红 於立成 刘尔立 杨樾 强耀根 S~W;Ld<>fB
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摘 要：本文阐述了目前LED 路灯常用的防浪涌或防瞬变抑制电路的原理，指出了具有防浪涌干扰功能的LED 路灯普遍存在的绝缘耐压问题。提出LED 路灯的EMS 设计应建立在满足安全要求的基础上的理念。强调了LED 路灯设计输入的充分性。 >|0 I\{ C
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关键词：LED 路灯 防浪涌干扰 防雷 耐压 G
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防浪涌或防瞬变干扰常用的器件有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变电压吸收二极管和固体放电管几种，以及它们的组合。LED 路灯防雷电干扰电路及其装置一般与LED 控制装置成为一体，常用的有气体放电管和压敏电阻的组合。 eep/96G
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一、气体放电管和压敏电阻组合构成的抑制电路原理 JE# H&]
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由于压敏电阻（VDR）具有较大的寄生电容，用在交流电源系统，会产生可观的泄漏电流，性能较差的压敏电阻使用一段时间后，因泄漏电流变大可能会发热自爆。为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。图1 中，将压敏电阻与气体放电管串联，由于气体放电管寄生电容很小，可使串联支路的总电容减至几个pF。在这个支路中，气体放电管将起一个开关作用，没有暂态电压时，它能将压敏电阻与系统隔开，使压敏电阻几乎无泄漏电流。但这又带来了缺点就是反应时间为各器件的反应时间之和。例如压敏电阻的反应时间为25ns，气体放电管的反应时间为100ns，则图2 的R2、G、R3 的反应时间为150ns，为改善反应时间加入R1 压敏电阻，这样可使反应时间为25ns。 \9~Q+~@{G
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金属氧化物压敏电阻（MOV）的电压-电流特性见图3，金属氧化物压敏电阻（MOV）特性参数见表1。气体放电管（GDT）的电压-电流特性见图4，气体放电管（GDT）特性参数见表2。由于浪涌干扰所致，一旦加在气体放电管两端的电压超过火花放电电压（图4 的u1）时，放电管内部气体被电离，放电管开始放电。放电管端的压降迅速下降至辉光放电电压（图4 的u2）（u2 在表2 中的数值为140V 或180V，与管子本身的特性有关），管内电流开始升高。随着放电电流的进一步增大，放电管便进入弧光放电状态。在这种状态下，管子两端电压（弧光电压）跌得很低（图4的u3）（u3 在表2 中数值为15V 或20V，与管子本身的特性有关），且弧光电压在相当宽的电流变动范围（从图4 的i1→i2 过程中）内保持稳定。因此，外界的高电压浪涌干扰，由于气体放电管的放电作用，被化解成了低电压和大电流的受保护情况（u3 和i2），且这个电流（从图4 的i2→i3）经由气体放电管本身流回到干扰源里，免除了干扰对灯具可能带来的危害。随着浪涌过电压的消退，流过气体放电管的电流降到维持弧光放电状态所需的最小值以下（约为 UR(i_T&w
10mA~100mA，与管子本身的特性有关）,弧光放电便停止，并再次通过辉光放电状态后，结束整个放电状态（熄弧）。
