Wszystkie sterowniki LED wymagają różnych zabezpieczeń, aby zapobiec awariom w celu ochrony systemu, w którym wykorzystywane są zasilacze. Istnieje wiele rodzajów zabezpieczeń napięciowych, termicznych i prądowych, które poprawiają niezawodność i funkcjonalność sterowników LED.
Jednak te zabezpieczenia mają listę specyfikacji. Ten post na blogu wyjaśni, co one oznaczają i jak pomagają sterownikom LED.
Zabezpieczenie termiczne sterownika LED
Zasilacze wykorzystują zabezpieczenie przed przegrzaniem (OTP) w celu odłączenia lub obniżenia zasilania obwodu elektronicznego, jeśli temperatura wewnętrzna przekroczy bezpieczną wartość. Proces wyłączania rozpoczyna się po wyzwoleniu przez obwód sygnału wskazującego na wysokie temperatury.
Ochrona termiczna ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania uszkodzeniom cieplnym elementów sprzętu. Powód, dla którego wzrost temperatury jest inny i zwykle występuje zarówno w przypadku czynników środowiskowych, jak i samych komponentów, zależy od mocy, konstrukcji i jakości. Istnieją dwa rodzaje ochrony termicznej dla niezawodnej konstrukcji oprawy:
a. Wewnętrzne zabezpieczenie sterownika LED przed przegrzaniem za pomocą wyłącznika termicznego
Wewnętrzny obwód OTP zwykle zawiera termistor NTC lub wyłącznik termiczny połączony z MCU lub obwód analogowy, który wykrywa sygnał termistora lub wyłącznika termicznego w celu wyzwolenia zabezpieczenia. Zwykle termistor lub wyłącznik termiczny umieszcza się tuż obok najgorętszych lub najbardziej wrażliwych na ciepło elementów, lub mówimy o najsłabszym ogniwie temperatury, aby szybko zareagować, gdy nastąpi przegrzanie. Ten typ systemu można znaleźć w innych urządzeniach, takich jak suszarki do ubrań, kuchenki mikrofalowe i lodówki.
W przypadku sterowników LED OTP zwykle nie wyłącza światła, ale zmniejsza moc światła, aby ochłodzić sterownik LED, jak pokazano poniżej z arkusza danych.
b. Zewnętrzne zabezpieczenie sterownika LED przed przegrzaniem przez rezystor NTC na płytce LED.
Termistory NTC są umieszczone na płytce LED w celu monitorowania temperatury najgorętszego punktu płytki. A sterownik LED ma dwa przewody podłączone do tych NTC, dzięki czemu sygnał termiczny może być przesyłany do MCU wewnątrz sterownika LED. Gdy sterowniki LED wiedzą, że płyta LED jest zbyt gorąca, obniżają prąd wyjściowy, chroniąc w ten sposób diodę LED przed przegrzaniem.
A parametr NTC może być za pomocą oprogramowania do programowania uPowerTek, jak pokazuje poniższy interfejs.
Zabezpieczenie nadprądowe sterownika LED
Jest to ochrona przed prądem przekraczającym wskazany prąd znamionowy w sprzęcie. Obecnie obwody OCP są wystarczająco wydajne, aby działać natychmiast, unikając innych rodzajów przetężeń, takich jak zwarcia. W większości przypadków OCP mówi raczej o prądzie wyjściowym niż wejściowym, a OCP ma kluczowe znaczenie dla sterowników LED o stałym napięciu wyjściowym.
Zwykle nie sugeruje się, aby sterownik LED blokował się lub czkał, jeśli obciążenie na pojedynczej linii przekracza bezpieczną wartość, a użytkownikom wygodniej jest korzystać z trybu ochrony o niższym prądzie. Poniższy rysunek przedstawia typowy opis OCP dla sterownika LED.
Zabezpieczenie przed zwarciem sterownika LED
Większość wypadków związanych z elektroniką wynika z zwarcia. Na szczęście programiści zaprojektowali wyrafinowaną ochronę przed zwarciem (SCP), która chroni wszystkie urządzenia, w tym sterowniki LED. SCP jest pierwszą barierą przed nadmiernymi prądami, powodując, że SCP wyłącza urządzenie i przerywa obwód.
Zwarcia występują, gdy obiekt o niskiej rezystancji otrzymuje prąd elektryczny o dużym natężeniu. Innymi słowy, dojdzie do zwarcia, jeśli przewodząca ścieżka lub przedmiot dotknie gorącego drutu, gdy nie powinien.
Zwarcia mogą uszkodzić kluczowe elementy, takie jak tranzystory MOSFET, diody i kondensatory elektrolityczne, powodując znaczną awarię sterownika LED.
Zwarcia mogą prowadzić do porażenia prądem, uszkodzenia sprzętu, a nawet pożaru, dlatego podjęcie środków zapobiegawczych jest kluczem do uniknięcia takich sytuacji.
Na szczęście mamy wiele możliwości, zanim to nastąpi, np. zastosowanie zasilaczy z niezawodnymi funkcjami SCP. Oto przykład opisujący wyjście OVP z arkuszy danych sterownika uPowerTek LED. Tryb SCP musi być automatycznym odzyskiwaniem sterowników LED, a nie wyłączaniem.
Zabezpieczenie przed przepięciem sterownika LED
Inną istotną funkcją ochrony sterownika LED jest zabezpieczenie przeciwprzepięciowe, które odcina zasilanie, gdy wykryje nieregularne napięcie przekraczające bezpieczny poziom.
Podobnie jak inne rodzaje zabezpieczeń, OVP chroni obwód i jego elementy elektroniczne przed trwałym uszkodzeniem.
Istnieje wiele powodów, dla których występuje przepięcie, ale główną przyczyną jest ogólna awaria linii dystrybucyjnych lub samego zasilania. Jeśli w przeszłości miałeś do czynienia z przepięciami, możesz wziąć pod uwagę czas ich trwania i wielkość, aby wybrać skuteczną ochronę. Zwykle obejmuje to podłączenie napięcia progowego do miejsca, w którym obwód sterujący wyłącza sterownik LED. Niektóre czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze OVP:
a. Wprowadź OVP
Przepięcie wejściowe występuje z różnych powodów, a główne z nich są następujące.
- Nieprawidłowe podłączenie kabla wejściowego. Jeśli technik podłączy linię 220 V prądu przemiennego do linii, a nie linię do przewodu neutralnego, rzeczywiste napięcie wejściowe może wynosić 380 V prądu przemiennego, co spowoduje uszkodzenie sterownika LED.
- Niestabilne napięcie sieciowe. Zwykle dzieje się tak w krajach rozwijających się, gdzie energia elektryczna nie jest stabilna. W tych obszarach często obserwuje się fluktuacje rzędu +/-50% normalnego napięcia roboczego.
Aby zapobiec uszkodzeniu sterowników LED z tych powodów, projektanci zwykle wykonują dwa projekty sterowników LED.
- Zaprojektuj wysoki margines dla zakresu napięcia wejściowego. Na przykład projektanci uPowerTek upewniają się, że sterownik LED o napięciu znamionowym 220 V AC jest w stanie pracować nieprzerwanie przez co najmniej 2 godziny przy wysokim napięciu wejściowym 380 V AC, więc nawet jeśli kabel wejściowy nie jest dobrze podłączony, sterownik LED może nadal działać.
- Zaprojektuj obwód zatrzasku wejściowego OVP. Dzięki tej konstrukcji znamionowe napięcie wejściowe sterownika LED 220 V AC może wytrzymać ponad 400 V AC w stanie wyłączonym.
b. Zabezpieczenie przed przepięciami wejściowymi (odgromowe).
Ochrona przeciwprzepięciowa to element, który radzi sobie z wysokimi skokami napięcia wynikającymi z uderzeń pioruna. Można go podzielić według dwóch powodów:
- Błyskawica. Jest to główny powód awarii oświetlenia ulicznego w obszarach tropikalnych i wielkie zagrożenie dla opraw zewnętrznych.
Na szczęście mamy dobre sposoby na zmniejszenie szkód wyładowań atmosferycznych do bardzo niskiego poziomu, o ile odpowiedni projekt ochrony odgromowej jest wykonany przy użyciu wysokiej jakości sterowników LED o wysokim poziomie ochrony. Główny poziom ochrony sterowników LED jest bardzo wysoki, do 10 kV zgodnie z normą IEC-61000-4-5 dla trybu wspólnego, ponieważ większość przepięć piorunowych to tryb wspólny.
- Przepięcia spowodowane indukcyjnością kabla oraz włączaniem/wyłączaniem urządzeń dużej mocy w tej samej sieci energetycznej. Często wpływa to na napięcie w trybie różnicowym między linią a przewodem neutralnym, a najpopularniejszym poziomem ochrony jest 6 kV, również zgodnie z normą IEC61000-4-5.
c. Wyjście OVP
Skuteczny OVP wyjścia powinien wykrywać potencjalne przepięcia zawieszające wyjście. Podobnie jak OCP w sterownikach LED stałonapięciowych, OVP jest niezbędny do opisania sterowników LED stałoprądowych. Zwykle aktywuje się, gdy napięcie przekracza 115% do 130%. Oto przykład ilustrujący wyjście OVP z arkuszy danych sterownika uPowerTek LED.
Streszczenie
Jeśli chcesz poprawić niezawodność i jakość opraw, ustawienie skutecznych zabezpieczeń zapewni bezpieczeństwo. Zaawansowane zabezpieczenia sterowników LED są kluczowe dla producentów urządzeń, aby spełnić wymogi bezpieczeństwa i udowodnić wyższe standardy jakości. Tak więc ochrona jest kluczowym czynnikiem dla projektantów opraw oświetleniowych i nabywców, który pozwala odróżnić wysokiej jakości sterowniki LED od przeciętnych.
