技術資訊 ▏非隔離雙火線關斷無餘輝

發表於 : 2023-04-13 來源:爱游戏app手机登录 電源

近年來,非隔離大功率電源在LED燈具中的應用逐漸興起。但是如何發揮非隔離電源的優勢,降低或者消除非隔離電源的缺陷在應用中的影響,成為了行業內工程師頭疼的問題。其中非隔離電源在I類LED燈具中調光關斷有餘輝是典型的問題。


一、什麼是非隔離電源

非隔離電源(non-isolated power)是輸入端和負載端存在直接電氣連接關係,無物理隔離的電源。它因高性價比和高效率而廣泛應用於LED燈具中。


二、LED燈具產生餘輝的機製


因LED燈具中存在寄生電容,非隔離電源的交流輸入會通過非隔離電源及燈具中的寄生電容形成漏電流通道,漏電流流過LED燈珠,導致LED燈微亮,即有餘輝。

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LED燈具的金屬基覆銅板中存在寄生電容


在LED燈具中為了有更好的散熱效果,LED燈板通常采用具有良好散熱功能的金屬基覆銅板。金屬基覆銅板的單麵板通常由三層結構所組成,分別是電路層(銅箔)、絕緣層和金屬基層,這種結構是典型的平板電容結構,所以在燈板中存在不可避免的寄生電容。

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非隔離電源形成漏電流通道的場景


漏電流通道的形成主要有下列三種情況:


LED燈具單相電輸入:燈具的熄滅通過斷路器等控製開關實現時,若隻控製零線,或雖然控製火線,但零線帶電。

單相電輸入.png

LED燈具雙火線輸入:在一些應用場景中,LED燈具的交流輸入為三相電的兩根火線,燈具的熄滅通過斷路器等控製開關實現時,斷路器等控製開關隻控製雙火線中的一根火線。

雙火線輸入.png

LED燈具處於待機或調光關斷狀態:燈具的輸入端與交流電輸入線保持連接。

待機或調光關斷狀態.png

上述三種情況燈具交流輸入會通過電源直流輸出加載到LED燈具的金屬基覆銅板的寄生電容上。


LED燈珠電致發光電流小


照明用途的LED燈珠,工作電流一般在20mA以上,但在較暗的環境下,LED燈珠中流過μA級的電流,就會產生肉眼可見的微亮現象。


寄生電容、電氣通路、電致發光電流小等構成餘輝產生條件


在上述三種形成漏電流通道的場景中,可能會有微弱的漏電流通過燈珠,這種漏電流是μA級別,沒有安全風險,但足以導致LED燈珠發光,從而導致燈具出現餘輝現象。


通常非隔離電源產生餘輝的機製可用如下示意圖所示:

非隔離電源產生餘輝的機製.png

三、實現無餘輝的幾種方案

根據漏電流的產生機製,破壞漏電流形成的通道或對漏電流進行旁路即可實現無餘輝輸出,理論上切斷地線即可完全解決餘輝問題,但在實際應用中,因安規與安全的需要,不能切斷地線,切斷地線將會嚴重影響電源的抗雷擊浪湧能力及可能帶來觸電風險。


一般可以采用下列方案實現:


旁路燈珠上的漏電流,即使漏電流不從LED燈珠中流過。


這種方案需要在燈板上增加電容或電阻等元器件對漏電流進行旁路,會增加燈具成本及影響美觀。同時在采用電阻對漏電流進行旁路時,LED燈具在正常工作時會有額外損耗,導致整燈效率下降。

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單路阻斷回路,即單火線方案

在電源內部設置能阻斷相線(火線)到輸出電氣通道的電路,這種方案在零線帶電或燈具是雙火線輸入時仍有可能出現餘輝,不能適用零線帶電、雙火線輸入的應用場景。

單火線關斷.png


四、雙火線關斷

雙光線關斷,即在火線+零線、火線+火線輸入時,采用開關器件在電源內部將可能的漏電流通道全部阻斷,實現非隔離電源調光關斷無餘輝。

雙火線關斷.png

五、雙火線關斷的優點

與旁路燈珠上的漏電流的方案進行比較,不增加燈具成本,燈板PCB設計簡單、美觀,不降低整燈效率。


與單路阻斷回路的方案相比,在雙火線輸入、零線帶電等場景,LED燈具采用非隔離電源可實現無餘輝。


爱游戏app手机登录 股份采用無機械結構開關器件實現具有自主知識產權的雙火線關斷無餘輝方案,與機械結構開關器件對漏電流通道阻斷的方案相比,具有壽命長,可靠性高,關斷控製速度快等優點。可廣泛應用於工業、植物、體育等照明應用場景。


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