LED 照明和突波防护

过去的户外照明方法一直都依赖金属卤化物和高压钠解决方案，如今已迅速被包含 LED 技术的新选择所取代。安装户外 LED 照明设备的初期成本可能较为高昂，但这一成本是合理的，也会因更低的能耗、更长的整体使用寿命和更低的维护成本而慢慢抵消（大致五年以上）。要实现更低维护成本的关键在于给予适当水平的雷击电涌防护。

户外光源容易受到由电感耦合到电源的雷击所导致的瞬时峰值的影响。例如水银蒸汽、金属卤化物或钠蒸汽灯等过去的照明方式依赖于它们能承受任何瞬时电压峰值的坚固结构。由于成本昂贵，而且电压瞬变可能会毁坏 LED 电源及 LED 设备本身，人们通常承受不起 LED 照明设备的费用。针对 LED 照明灯的精密特性，人们曾开展过大量研究，继而制定了多个标准来描述雷击电涌危险的特性。IEEE C62.41.2™-2002（“C 类低”和“C 类高”）就对两个不同暴露水平的户外位置进行了分类，二者的建议冲击电压水平各不相同。同样，某些国家、甚至这些国家的某些地区都可能对特定范围内的雷击密度有不同的要求。

最常见的电涌防护器类型包括一个叫做金属氧化物变阻器（或称 MOV）的元件，可将过量电压转移到远离其所防护设备的位置。

鉴于其迅速的响应速度、高突波能量性能、经济效益和小巧的外形，MOV 被广泛应用于电涌防护电路中。但是在 MOV 受到大量突波冲击的影响后，它们的性能会逐渐下降，继而无法提供像新的设备一样的防护。尽管 MOV 性能下降的速度很慢，但只要一次较大或数次较小的突波就能导致故障。随着 MOV 的性能下降，露泄电流会逐渐增加，继而提高设备的温度，并潜在上将 MOV 置于热逃逸状态（严重故障可能会导致冒烟和火灾）。这就有必要对 MOV 进行串联热断开，从而能在出现冒烟或火灾之前断开电路。如果 MOV 和热保险丝元件是和突波防护器 (SPD) 模块一体的，而并不是 LED 电源电路的一部分，那么在多次突波事件导致设备故障滞后，只需要更换掉 SPD 模块即可。

Littelfuse 的创新模块化方法将突波防护电路与电源相分离，不仅允许在使用寿命结束时仅更换模块，还允许仅需将突波防护模块切换为符合“当地”要求即可轻松在全球销售同一个光源。此外，该模块可在任何可能导致 MOV 进入热逃逸状态（即中性损失或错误连接）的安装故障中对 LED 驱动器提供防护。带有热防护电路的突波防护设备 (SPD) 模块可以轻松断开，从而防护光源剩余部分受到损害（取决于配置）。

光源设计师可根据自己的维护和保修策略在两个主要 SPD 模块配置类型中进行选择。分别有并联和串联突波防护组件。Littelfuse 提供同时用于其 LSP05 和 LSP10 突波防护模块系列的配置解决方案。

并联

SPD 模块与负载并联。使用寿命快要终结的 SPD 模块（热防护电路导致电路打开）会与电源断开连接，同时电源模块和 LED 驱动器模块会通电。照明仍然运转，但会失去对电源和 LED 模块下次遭受 CSP 瞬态突波的防护。在并联 SPD 模块中，可以添加一个显示 SPD 模块状态的小 LED，从而向维护技师提醒 SPD 的状态。可以选装绿色 LED（运转正常）或红色 LED（使用寿命结束），对需要维护的每个位置提供直观指示。此外，为了对每个单独的照明夹具进行直观的 LED 指示，可能需要运用网络化智能照明系统连接 SPD 使用寿命终止指示线，从而将需要更换 SPD 模块的需要远程传达给主照明管理中心。后者能提供更为简洁明了的监控方案。

串联

SPD 模块与与负载串联，使用寿命快要终结的 SPD 模块（热防护电路导致电路打开）会与电源断开连接，从而断开电源模块，而 LED 模块也会反过来关闭照明。在从串联 SPD 中，光源的功率损失（并导致光线损失）相当于发出了请求更换 SPD 模块的维修指示。请注意：由于电源和 LED 模块已经断开，任何未来的瞬变突波都不会损害任何模块。市场对这一配置的偏爱迅速增加，因为在等待更换串联 SPD 模块的同时，对于 LED 和电源模块的光源投资仍然是受到防护的。一旦并联 SPD 模块在更换之前出现破坏性突波，仅更换串联 SPD 模块比更换整个光源系统要便宜很多。

结论

将光源设计分割成多个模块的创新性方法允许光源设计师在进行系统设计时拥有更大的灵活度。模块化方法允许依据地理位置设计成具有不同防护级别的多个电压。此外，这一创造性技术提供对于模块故障的直观指示，同时允许在 SPD 模块和电源/光引擎之间快速断开，简化维修技师的工作。

由于功率要求低、整体使用寿命长并且维护成本低，户外 LED 照明是未来道路照明、数字标牌、交通灯和停车场照明的潮流所在。Littelfuse 突波防护模块不仅可以提高这些系统的可靠性，还能通过提供稳定的瞬变突波防护，延长电源和照明引擎的使用寿命。