全球不同國家對戶外LED燈具(如LED路燈、LED投光燈、LED隧道燈等)的防雷級別要求是不一樣的,在雷電易發(fā)地區(qū)如美國和印度,戶外LED燈具的標(biāo)準(zhǔn)防雷級別要達到1萬伏,極端地區(qū)的要求會達到2萬伏,而目前全球能夠提供防雷水平達到2萬伏的SPD模塊供應(yīng)商不超過5家。美國知名電路保護元件制造商力特(Littelfuse)就是其中一個佼佼者,它開發(fā)的LSP10系列SPD模塊是全球第一款串接的能夠抵抗高達4萬伏浪涌沖擊的防雷模塊,LSP05系列SPD模塊可以提供2萬伏防雷水平,而且這兩個系列SPD均已拿到UL、CE、ANSI認(rèn)證,出口海外戶外LED燈具制造商可以放心使用。
雷擊一般分為直擊雷和感應(yīng)雷,直擊雷浪涌電壓高達數(shù)百萬伏,任何防雷模塊都會被瞬間擊穿,因此直擊雷只能用避雷針防護。我們這里指的防雷一般指感應(yīng)雷,它可以順著電源線從幾英里甚至幾十英里之外感應(yīng)過來,浪涌電壓極端情況下可高達2萬伏。那為什么力特LSP10系列抗雷水平要做到4萬伏呢?力特資深技術(shù)行銷工程師游恭豪說:“這是為了客戶希望我們的SPD模塊能夠多抗住幾次2萬伏雷擊浪涌沖擊,更大程度上提高客戶戶外LED燈具的使用壽命,降低維護更換成本。”
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圖一:需要SPD模塊進行防雷保護的關(guān)鍵戶外LED燈具應(yīng)用
圖二:全球各國政府對戶外LED燈具防雷水平的官方要求
LSP05/10系列SPD模塊基本上主要由GDT氣體防雷管、MOV壓敏電阻、TVS二極管構(gòu)成,理論上任何客戶都可以購買力特或別家的GDT、MOV、TVS來開發(fā)自己的SPD防雷模塊,但為什么當(dāng)今業(yè)內(nèi)很少供應(yīng)商在開發(fā)抗1萬伏或2萬伏SPD模塊呢?
游工說:“我認(rèn)為主要有以下7個方面的原因,第一,由于目標(biāo)LED燈具是向全球市場銷售的,因此SPD模塊必須能夠滿足全球認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求,包括美國國家標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)的ANSI C136.2/IEEE C62.41.2 Location Category C High Exposure、歐洲IEC61000-4-5, Class X at 20kV/10kA、UL認(rèn)證所需的UL1449 Type 4 Component Assembly和CE認(rèn)證所需的IEC61643-11 Class II / EN61643-11 Type 2,開發(fā)者必須對所有這些標(biāo)準(zhǔn)的要求非常熟悉或了解;第二,開發(fā)者必須對高壓大電流保護電路的拓?fù)浜驮怼⒁约案邏罕Wo器件GDT/MOV/TVS的電氣特性非常了解;第三,開發(fā)者必須自己支付所有認(rèn)證費用,而且忍受高達1年左右認(rèn)證時間;第四,開發(fā)者必須很深了解過熱保護晶閘管技術(shù);第五,SPD模塊必須達到IP66防水防塵要求;第六,SPD模塊工作壽命必須超過2-5萬小時,因為LED的壽命就要達到2-5萬小時;第七,SPD模塊外形尺寸必須很小,如48x48x30mm,而且配有安裝端子,以方便集成進戶外LED燈具中。”
游工指出,這七個方面的原因?qū)е驴蛻糇约洪_發(fā)SPD模塊時不僅需要花費更多的時間,而且還要花費更多的認(rèn)證費用、學(xué)習(xí)曲線費用和維護更換費用,不管從時間成本還是機會成本來說,都是不劃算的,直接購買力特SPD模塊,從總體運營成本角度來看,是最合理的選擇。
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圖3:不安全的SPD防雷模塊
SPD模塊的電路連接拓?fù)溆写雍筒⒔觾煞N,并接式SPD模塊必須配備一個狀態(tài)指示燈,否則維護人員無法判斷它是否已經(jīng)被擊穿,串接式SPD模塊則不需要狀態(tài)指示燈,因為一旦它被擊穿,整個燈具就無法點亮,一看就知。
隨著LED智慧路燈的興趣,路燈上將捆綁節(jié)點控制器、集中控制器、有線無線通信模塊,這些戶外用弱電設(shè)備度都要求有防雷保護,因此可以預(yù)計SPD防雷模塊的市場需求將隨著智能時代的來臨而不斷增多。
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