LED路燈防浪涌干擾設(shè)計(jì)中亟待解決的絕緣耐壓?jiǎn)栴}

　防浪涌或防瞬變干擾常用的器件有氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和固體放電管幾種，以及它們的組合。LED 路燈防雷電干擾電路及其裝置一般與LED 控制裝置成為一體，常用的有氣體放電管和壓敏電阻的組合。

　　一、氣體放電管和壓敏電阻組合構(gòu)成的抑制電路原理

　　由于壓敏電阻（VDR）具有較大的寄生電容，用在交流電源系統(tǒng)，會(huì)產(chǎn)生可觀的泄漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時(shí)間后，因泄漏電流變大可能會(huì)發(fā)熱自爆。為解決這一問(wèn)題在壓敏電阻之間串入氣體放電管。圖1 中，將壓敏電阻與氣體放電管串聯(lián)，由于氣體放電管寄生電容很小，可使串聯(lián)支路的總電容減至幾個(gè)pF。在這個(gè)支路中，氣體放電管將起一個(gè)開(kāi)關(guān)作用，沒(méi)有暫態(tài)電壓時(shí)，它能將壓敏電阻與系統(tǒng)隔開(kāi)，使壓敏電阻幾乎無(wú)泄漏電流。但這又帶來(lái)了缺點(diǎn)就是反應(yīng)時(shí)間為各器件的反應(yīng)時(shí)間之和。例如壓敏電阻的反應(yīng)時(shí)間為25ns，氣體放電管的反應(yīng)時(shí)間為100ns，則圖2 的R2、G、R3 的反應(yīng)時(shí)間為150ns，為改善反應(yīng)時(shí)間加入R1 壓敏電阻，這樣可使反應(yīng)時(shí)間為25ns。

　　金屬氧化物壓敏電阻（MOV）的電壓-電流特性見(jiàn)圖3，金屬氧化物壓敏電阻（MOV）特性參數(shù)見(jiàn)表1。氣體放電管（GDT）的電壓-電流特性見(jiàn)圖4，氣體放電管（GDT）特性參數(shù)見(jiàn)表2。

　　由于浪涌干擾所致，一旦加在氣體放電管兩端的電壓超過(guò)火花放電電壓（圖4 的u1）時(shí)，放電管內(nèi)部氣體被電離，放電管開(kāi)始放電。放電管端的壓降迅速下降至輝光放電電壓（圖4 的u2）（u2 在表2 中的數(shù)值為140V 或180V，與管子本身的特性有關(guān)），管內(nèi)電流開(kāi)始升高。隨著放電電流的進(jìn)一步增大，放電管便進(jìn)入弧光放電狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，管子兩端電壓（弧光電壓）跌得很低（圖4的u3）（u3 在表2 中數(shù)值為15V 或20V，與管子本身的特性有關(guān)），且弧光電壓在相當(dāng)寬的電流變動(dòng)范圍（從圖4 的i1→i2 過(guò)程中）內(nèi)保持穩(wěn)定。因此，外界的高電壓浪涌干擾，由于氣體放電管的放電作用，被化解成了低電壓和大電流的受保護(hù)情況（u3 和i2），且這個(gè)電流（從圖4 的i2→i3）經(jīng)由氣體放電管本身流回到干擾源里，免除了干擾對(duì)燈具可能帶來(lái)的危害。隨著浪涌過(guò)電壓的消退，流過(guò)氣體放電管的電流降到維持弧光放電狀態(tài)所需的最小值以下（約為10mA~100mA，與管子本身的特性關(guān)）,弧光放電便停止，并再次通過(guò)輝光放電狀態(tài)后，結(jié)束整個(gè)放電狀態(tài)（熄弧）。

　　二、具有防浪涌干擾功能的 LED 路燈普遍存在的絕緣耐壓?jiǎn)栴}

　　1、燈具耐壓?jiǎn)栴}存在的現(xiàn)狀

　　在采用上述氣體放電管和壓敏電阻組合構(gòu)成的抑制電路防浪涌干擾的LED路燈普遍存在的絕緣耐壓?jiǎn)栴}是在燈具的帶電部件與金屬部件之間不能承受2U+1000（V）的基本絕緣的電壓，常見(jiàn)在600V 左右發(fā)生擊穿現(xiàn)象。造成絕緣耐壓?jiǎn)栴}的根源是氣體放電管的耐壓參數(shù)選擇不合理所致。與其說(shuō)是LED 路燈存在的絕緣耐壓?jiǎn)栴}，倒不如說(shuō)是LED 控制裝置存在的絕緣耐壓?jiǎn)栴}。因?yàn)榉览擞扛蓴_電路通常位于LED 控制裝置中。帶有防浪涌干擾功能的LED 控制裝置應(yīng)符合GB 19510.14-2009《燈的控制裝置第 14 部分：LED 模塊用直流或交流電子控制裝置的特殊要求》和GB19510.1-2000《燈的控制裝置第 1 部分：一般要求和安全要求》。