LED路灯防浪涌干扰设计中亟待解决的绝缘耐压问题
LED灯具与传统灯具的差异性比较
LED灯具与传统灯具的差异性比较.txt 半导体LED固态照明是近年来新近发展起来的产业，对照明终端产品设计师和灯具制造人员而言，既需要掌握传统照明行业的知识、国内外标准动态，又需要熟悉和了解LED器件方面的知识，特别是要准确把握LED灯、灯具界定以及与传统照明灯具差异性。
由于半导体行业和照明电器行业分属不同行业、以及目前对半导体LED固态照明（SSL）缺乏足够的标准支撑，现阶段国内LED照明产品存在鱼龙混杂的现象，制造商声称的产品性能往往与实际结果相差甚远，颜色质量、寿命预测上更是极度夸大，这对我国LED照明产业的发展和消费者信心的培育上都是不利的。
本文从LED灯、灯具及其现状为切入口，在LED灯、灯具相关定义的基础上，分析了LED灯具的特点和目前存在的问题，并与传统灯具性能、评价和设计方面做了比较，同时针对我国和国际上LED灯具标准情况进行了介绍，点明应结合LED灯具的技术要素来观察和追踪标准的变化和发展。
一、LED灯、灯具及相关定义1、LED灯LED封装（LEDpackage）：包括焊线连接件或其他型式电气连接件的一个或多个LED晶片的组件，可能带有光学元件、热学、机械和电气接口。
该装置不包括电源和标准灯头。
该装置不能直接与分支电路连接。
LED阵列或模块（LEDarrayormodule）：在印刷线路板或基板上的LED封装（元件）或晶片的组件，可能带有光学元件、附加的热、机械和打算连接到LED驱动器负载侧的电气接口。
该装置不含电源和标准灯头。
该装置不能直接与分支电路连接。
LED光引擎（LEDlightEngine）：包含LED封装（元件）或LED阵列（模块）、LED驱动器、以及其他光度、热学、机械和电气元件的整体组合。
该装置要通过一个与LED灯具匹配的常规连接器直接连接到分支电路，该LED灯具设计成不使用标准灯座。
? 非整体式LED灯（LEDlamp,nonintegrated）：含有LED阵列（模块）或者LED封装（元件）和标准灯头的组件。
LED路灯雷击浪涌防护技术及相关标准
LED路灯雷击浪涌防护技术及相关标准路灯的主要客户是政府单位，而非普通消费者，因而是一个比较特殊、比较封闭的产业。
路灯从初的钠灯、水银灯到现在的灯，经过了一个漫长的发展过程，同时，在这个发展过程中遇到了一些技术性问题。
时至今日，LED路灯在国内已经约有十年之久，包括电源供应器、电源驱动、、光学技术等每年都有新的突破，而一些基本技术在国内却没有得到解决，LED 路灯防雷问题就是有待解决的问题之一。
LED路灯防雷的必要性雷击是一种静电放电现象，通常携带数百万伏特的电压从云层传输到地面或另一云层。
在传输过程中，雷电会在空中产生电磁场，感应出上千伏电压（即浪涌）到电源线路并产生感应电流传输到几英里以外，这些间接的攻击通常发生在户外暴露的电线，例如路灯、交通灯、基站等设备发射电涌。
浪涌保护模块是在电路前端直接面对来自电源线的浪涌干扰。
它将浪涌能量转移或吸收，限度地减少浪涌威胁其他工作电路，例如LED照明灯具中的交流／直流电源单元等设备。
对于LED路灯，雷电在电源线路上产生感应浪涌，这个浪涌的能量会在电线上产生一个突波，即浪涌波，浪涌就是通过这样的感应方式进行传输的，外界来一个浪涌波，就会在220V的输电线中的正弦波上产生一个，这个进入到路灯中，就会对LED路灯电路产生破坏。
路灯已经存在很多年了，为什么现在才提出路灯需要防雷这件事情？其实，在过去使用的高压钠灯和传统水银灯是用高压灯泡设计的，其本身就有防雷的效果。
到近些年，LED灯逐渐普及，LED灯需要供电电压较小，通常是利用电源供应器将交流电转换为直流电来驱动，这使得LED路灯本身的防雷性就没有了，因而需要为路灯设计防雷模块。
路灯防雷的重要性是由投资回收期这一概念决定的。
由于LED路灯比传统路灯价格大概贵一倍，政府在一开始购买时的投资金额较大，所以需要在运行过程中靠节省电力支出来逐渐将成本赚回来，因而，LED灯的寿命很重要。
如果LED灯还没赚回成本就在投资回收期内坏了的话，还需要另外花钱维修，维修时付出的人力成本比安装时要贵一倍。
LED灯具绝缘和耐压测试说明
1、因为灯具在开启过程中，接受到的是电压会有一个瞬间的脉冲电压，此时会有大电流产生，而一但电流泄漏过多的话，就有可能对人体造成伤害。
2、一般而言，打高压是为了防止大流的产生时给产品造成的损害，另外一方面，也是为了检验产品的绝缘性能，验证绝缘性能有没有有效的发挥。
灯具本身的外壳装配缝隙较小并且各装配配合面有一定的错位的话，便大致就能承受在带电部件与外壳塑料上施加的2500V高压，另外应该保证这些配合面及塑胶料在正常工作时不会融化变形以致影响灯具本身的绝缘性能。
一．整灯的高压测试标准和说明：1.欧规耐压测试标准：IEC 60598-1：2014; CE EN60598-1：2014C耐压测试标准：GB7000.1-2015 10.2.23.美规耐压测试标准：UL1598-20004.交流耐压测试电压x1.414= 直流耐压测试电压5.欧规和CCC可以建议客人整灯用绝缘电阻测试替代整灯耐压测试二．欧规和CCC耐压测试要求（见附表）：1.低压灯具（三类灯具classIII）--- SELV：500V--- 工程模式：1mA（毫安）、5S （秒）；常规模式：5mA（毫安）、60S（秒）；2.一类灯具（classI）---基本绝缘和附加绝缘:2U+1000V---工厂模式 0.5mA（毫安）、5S（秒）；常规模式：5mA（毫安）、60S（秒）；3.二类灯具（classII）---加强绝缘：:4U+2000Vac--- 工厂模式：1mA（毫安）、5S（秒）；常规模式：5mA （毫安）、60S（秒）；U:指工作额定电压；以上测试电压都是交流4. 欧规和CCC耐压常规测试方法：1). 样机可接触非金属外壳用20*10cm的金属箔包住，高压施加在金属箔上；2). 可接触金属外壳直接施加高压；测试面有涂层的要刮除涂层。
3). 高压先调到需测试高压值的一半，然后在5s增加到要求值，持续1min；漏电流<5mA5. 整灯绝缘电阻测试: 500VDC 1min后测试：> 1MΩ基本绝缘（SELV）; > 2 MΩ附加绝缘，（不同极性）; > 4 MΩ加强绝缘，（双重绝缘）三．美规耐压测试要求（见附表）：•时间：1分钟；漏电流：5mA•耐压值(交流)：1000Vac + 2 * 产品额定输入电压•耐压测试仪触发电流：100 mA•测试位置：输入无绝缘带电体VS 可以接触的不带电金属（如果是绝缘材料，则在可以接触的表面贴100MM*200MM铝箔）•四．驱动高压测试要求：1.工作电压（ U≤42V ）： 500V2.工作电压( ＞42V，≤1000V )：基本绝缘 2U+1000；附加绝缘 2U+1750；加强绝缘 4U+2750。
路灯供电系统中浪涌与谐波问题浅析
路灯供电系统中浪涌与谐波问题浅析摘要：随着近年城市建设规模的不断扩大，城市照明工程也得到了各级领导及广大市民的重视。
但在施工及维护过程中经常遇到很多电涌和谐波的问题，且如果一个浪涌导致的瞬态过电压超过一个电子设备的承受能力或存在大量的谐波，则这个设备的寿命会大大缩短，甚至完全破坏。
关键词：路灯供电系统浪涌谐波随着近年城市建设规模的不断扩大，对照明工程的要求也越来越高，我们在进行照明工程施工及设计过程中，就应该全方面考虑各种因素，科学设计，合理施工，确保照明工程设计规范、施工正确、运行顺畅。
照明工程在施工及维护过程中经常遇到很多电涌和谐波的问题，其会缩短设备寿命，甚至完全破坏。
这也让我们更加注重了路灯供电系统中浪涌和谐波问题的重要性。
一、浪涌问题浪涌是微妙量级的异常大电流脉冲，它可使电子设备受到瞬态过电流、过电压的破坏。
每年半导体器件的集成化都在提高，元件的间距在减小，半导体的厚度在变薄，这使得电子设备受瞬态过电流、过电压破坏的可能性越来越大。
如果一个浪涌导致的瞬态过电压超过一个电子设备的承受能力，那么这个设备或者被完全破坏，或者寿命大大缩短。
一项调查数据表明，在保修期内出现问题的电气产品中，有63％是由于浪涌造成的。
而雷电是导致电涌最大的原因。
但很多人对雷害特别是感应雷、雷电电磁脉冲的危害认识不足对浪涌危害认识存在三大误区：误区一：安装了避雷针，不会产生由雷电导致的浪涌危害避雷针采用的是引雷原理，是引雷针。
由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反而增加。
内部设备遭感应雷危害的机会和程度随之增大，更容易对用电设备造成极大危害。
同时避雷针只能防护免遭织机雷的破坏，没有对浪涌的防护作用。
误区二：虽然处于雷电高发区，设备目前没有烧毁和击毁。
即使有一些小的故障，也不会出现大问题。
浪涌可以在不造成破坏的情况下导致设备故障或锁闭。
数字电路中的小型浪涌可以造成数字脉冲错误，并锁闭操作系统，其所造成的后果却是非常严重的。
LED路灯防浪涌干扰设计中亟待解决的绝缘耐压问题
LED路灯防浪涌干扰设计中亟待解决的绝缘耐压问题防浪涌或防瞬变干扰常用的器件有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变电压吸收二极管和固体放电管几种，以及它们的组合。
LED 路灯防雷电干扰电路及其装置一般与LED 控制装置成为一体，常用的有气体放电管和压敏电阻的组合。
一、气体放电管和压敏电阻组合构成的抑制电路原理由于压敏电阻（VDR）具有较大的寄生电容，用在交流电源系统，会产生可观的泄漏电流，性能较差的压敏电阻使用一段时间后，因泄漏电流变大可能会发热自爆。
为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。
图1 中，将压敏电阻与气体放电管串联，由于气体放电管寄生电容很小，可使串联支路的总电容减至几个pF。
在这个支路中，气体放电管将起一个开关作用，没有暂态电压时，它能将压敏电阻与系统隔开，使压敏电阻几乎无泄漏电流。
但这又带来了缺点就是反应时间为各器件的反应时间之和。
例如压敏电阻的反应时间为25ns，气体放电管的反应时间为100ns，则图2 的R2、G、R3 的反应时间为150ns，为改善反应时间加入R1 压敏电阻，这样可使反应时间为25ns。
金属氧化物压敏电阻（MOV）的电压-电流特性见图3，金属氧化物压敏电阻（MOV）特性参数见表1。
气体放电管（GDT）的电压-电流特性见图4，气体放电管（GDT）特性参数见表2。
由于浪涌干扰所致，一旦加在气体放电管两端的电压超过火花放电电压（图4 的u1）时，放电管内部气体被电离，放电管开始放电。
放电管端的压降迅速下降至辉光放电电压（图4 的u2）（u2 在表2 中的数值为140V 或180V，与管子本身的特性有关），管内电流开始升高。
随着放电电流的进一步增大，放电管便进入弧光放电状态。
在这种状态下，管子两端电压（弧光电压）跌得很低（图4的u3）（u3 在表2 中数值为15V 或20V，与管子本身的特性有关），且弧光电压在相当宽的电流变动范围（从图4 的i1→i2 过程中）内保持稳定。
LED灯具的致命缺陷——浪涌电压及预防
LED灯具的致命缺陷—浪涌电压所有的LED灯具都有这种致命的缺陷,而且至今为止,没有人提出过好的解决办法.所有搞LED电源的,或是搞LED成品灯具的,都对这个问题避而不谈,装作不知道,然而实际量产,这个问题更是层出不穷,当然还有更多不怎么懂的人,完全搞不明白是怎么回事.现象描述:最常见的问题,就是做一个工程,几百台灯,经常会无缘无故的损坏,常见的就象一条街上装的LED路灯,时不时不亮,经常坏,修了又坏,坏了再修.还有LED日光灯,很多用非隔离电源,量产时经常发现有炸坏的,根本原因都在这里.都是浪涌电压造成,浪涌电压产生的原因很多,常见的就是室外雷击,或者是大的负载开启,关断,电压杂波之类.照书面上的讲法,就是一个很高的电压,经常达到上千伏,瞬间加在输入电源端,然后从输入电源端转导到输出端.我们知道,开关电源的PWM调整,都是需要若干个时钟周期的,而如果输入电压瞬间变化(高达上千伏),而时间很短(几十,几百MS),这时开关电源根本没有时间去调整,这时的表现就是瞬间的高压传导到输出端,尤其是现在LED日光灯用的降压电路,因为负载是串在300V高压电路中的,300V高压瞬间变大,这个高压瞬间就加到了输出端.隔离的电源会好些,但很多也是难逃厄运.有人说用TVS,扼流圈,X电容,事实上用处都不大.因为工作在正常电流下的LED对电压变化很敏感.我们知道,LED工作在稳定电流时,如草帽灯,工作在20MA时,稳定电压在3.1V左右,其两端所加电压增加0.1V 时,其两端的电流并不是增加百分之几,而是可能增加百分之几十,增加0.5V,也不是增加百分之几十,而是增加百分之几百,即好几倍,虽然以上那几个元件,能起一点作用,但经过TVS过滤过的电压,还是有400V以上,这个电压依然会让输出端电流猛的增加,这时输出就相当于短路,非隔离电源的表现就是瞬间炸坏恒流环,甚至开关管,直接导致LED全军覆没,隔离电源的现象就是炸坏开关管,导致灯不亮.这才是根本原因.这是由LED特性决定的.很多恒压电源,象12V普通的恒压电源,在带一些其它的负载时,往往发现损坏率很低,但同样的电源,用来三个一串,数串再并点LED时,往往发现很多炸坏的,原因就在这里,因为LED的负载特性,其更容易损坏自身和损坏电源.实例：2008年，我们有销售一批灯具到意大利，从发货到客人使用不到三个月，即来一个投诉，称有一个Driver坏掉了，我们用得是HEP的，多项安规认证都有，质量应该还算可以。
LED照明灯具的耐压及应对措施
LED照明灯具的耐压及应对措施LED照明灯具是目前最为常见的照明产品之一，其具有节能、寿命长、高亮度等优点，得到了广泛的应用。
然而，由于电压不稳定、电源过载等原因，LED照明灯具在使用过程中存在耐压问题。
本文将介绍LED照明灯具的耐压性能及相应的应对措施。
首先，LED照明灯具的耐压性能是指其在正常工作电压范围内能够正常运行，并不受电压波动、过大电流等电气因素的干扰。
为了确保LED照明灯具的耐压性能，有以下几个方面的措施：1.电源设计：合理选择电源，保证输出电压和电流的稳定性。
在设计电源电路时，应加入稳压器、过载保护等电路，以提供稳定可靠的电源输出。
2.绝缘材料：选择高质量的绝缘材料，如橡胶、硅胶等，保证产品的绝缘性能，避免因绝缘性能不好而导致的电压泄漏等故障。
3.电气连接：电源线和LED灯具之间的电气连接应该牢固可靠，避免接触不良或接线松动导致的电压不稳定等问题。
同时，还应避免电源线与其他金属导线接触，以防止发生短路等意外。
4.防雷保护：在雷电频繁的地区使用LED照明灯具时，应加入防雷保护装置，如雷电保险丝、避雷器等，以保护照明设备免受雷击损害。
其次，针对LED照明灯具的耐压问题，还可以采取一些应对措施，以提高其耐压性能：1.加强产品质量控制：制造商应严格控制产品的质量，确保每个环节均符合相关标准，以提高产品的耐压性能。
同时，生产厂家还可以注重产品的耐压性能测试，及时发现并解决质量问题。
2.增加保护措施：在设计和制造过程中，可以增加一些保护措施，如保护电路、过流保护等，以防止电压过高或过流等原因导致的损坏。
3.选用合适的电源：根据实际情况选择合适的电源电压和电流，确保与LED灯具的额定电压匹配，避免因输入电压与产品不匹配而引起的耐压问题。
4.定期检测和维护：对于已经使用一段时间的LED照明灯具，应定期进行检测和维护，及时发现并解决可能存在的耐压问题，保持产品的正常工作状态。
综上所述，LED照明灯具的耐压性能对于产品的正常运行至关重要。
LED灯具绝缘和耐压测试说明
一．整灯的高压测试标准和说明：1.欧规耐压测试标准：IEC60598-1：2014;CE EN60598-1：2014C耐压测试标准：GB7000.1-201510.2.23.美规耐压测试标准：UL1598-20004.交流耐压测试电压x1.414=直流耐压测试电压5.欧规和CCC可以建议客人整灯用绝缘电阻测试替代整灯耐压测试二．欧规和CCC耐压测试要求（见附表）：1.低压灯具（三类灯具classIII）---SELV：500V---工程模式：1mA（毫安）、5S（秒）；常规模式：5mA（毫安）、60S（秒）；2.一类灯具（classI）---基本绝缘和附加绝缘:2U+1000V---工厂模式0.5mA（毫安）、5S（秒）；常规模式：5mA（毫安）、60S（秒）；3.二类灯具（classII）---加强绝缘：:4U+2000Vac---工厂模式：1mA（毫安）、5S（秒）；常规模式：5mA （毫安）、60S（秒）；U:指工作额定电压；以上测试电压都是交流4.欧规和CCC耐压常规测试方法：1).样机可接触非金属外壳用20*10cm的金属箔包住，高压施加在金属箔上；2).可接触金属外壳直接施加高压；测试面有涂层的要刮除涂层。
3).高压先调到需测试高压值的一半，然后在5s增加到要求值，持续1min；漏电流<5mA5.整灯绝缘电阻测试:500VDC1min后测试：>1MΩ基本绝缘（SELV）;>2MΩ附加绝缘，（不同极性）;>4MΩ加强绝缘，（双重绝缘）三．美规耐压测试要求（见附表）：•时间：1分钟；漏电流：5mA•耐压值(交流)：1000Vac+2*产品额定输入电压•耐压测试仪触发电流：100mA•测试位置：输入无绝缘带电体VS可以接触的不带电金属（如果是绝缘材料，则在可以接触的表面贴100MM*200MM铝箔）•四．驱动高压测试要求：1.工作电压（U≤42V）：500V2.工作电压(＞42V，≤1000V)：基本绝缘2U+1000；附加绝缘2U+1750；加强绝缘4U+2750。
LED灯具耐压问题剖析
4、根本解决办法
通过后续小电流的检测可以有效检出此类不良，但根本是要提高LED模块的耐 压，下面我们对公司的代表性LED模块做了耐压分析，统计如下：
PCB流水号
规格
备注
电气强度 试验
（Vmax）
样品细节
0795B
253.5*40.5*2 CREE XP-
mm
G
1000V
1276D
253.5*40.5*1. S1M6,14S、 5mm Lumileds
2500V
4、根本解决办法
PCB流水号
规格
备注
电气强度试验 （Vmax）
0298B
308.5*43*2.0 Lumiled
mm
s
1800V
样品细节
1597A
253.5*40.5*1 .5mm
CREE
2900V
1474A
253.5*40.5*1 Lumiled
.5mm
s
2800V
4、根本解决办法
通过上述不同模块耐压试验可看出： 1、耐高压特性与所选用的LED的结构有很大关系，cree芯片比起lumiled正负 极间的电气间隙较小，同时内部也没有集成防击穿的齐纳二极管，打高压时容 易出现拉弧击穿。
2、铝基板上较大的铜箔，易形成介电容，在打高压是容易引起相邻导体之间 交大的感应电流，导致LED损坏。
综上所述，通过以下方法可解决高压问题：
1、选择耐压性能较好的光源。 2、在铝基板上电路的设计上，尽量不要形成大面积的铜箔（此处还需综合散 热考虑），减少铜铝极间电容。 3、若选用Gree光源，应将散热部分和光源的正极铜箔或负极铜箔集成，不需 要单独的散热铜箔。 4、生产过程中应避免焊接不良（如焊点过大）等引起的电气间隙或爬电距离 增加 5、产线电气强度测试改用直流自检，交流会对LED损伤。 6、在灯板上LED并齐纳管或反向二极管，从设计上改善。
LED路灯浪涌(雷击)抗扰度检测探讨
LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测探讨* 近几年，随着环保、节能发展主旋律的奏响，各地政府对道路照明的节能改造和资金支持力度不断增强，LED路灯产品在照明市场中的需求越来越大。
由于部分企业缺少对标准和检测的认识，在设计和生产中忽略一些关键细节，导致所生产的LED路灯及配件无法满足国家LED路灯的相关要求。
LED路灯浪涌（雷击）抗扰度能力是路灯实际应用的重要电磁兼容（EMC）指标，直接影响了产品的可靠性及项目的经济性。
1 LED路灯的产品认证和浪涌（雷击）抗扰度检测的必要性1.1 产品认证目前，LED路灯产品在国内不属于强制CCC认证产品目录范围内，而属于自愿性CQC认证产品目录范围内，最新技术规范为CQC3127-2016《LED道路隧道照明产品节能认证技术规范》；LED路灯电源控制装置在国内属于强制CCC认证产品目录范围内，认证规则为CNCA-C10-01：2014《强制性产品认证实施规则——照明产品》。
电源控制装置是LED路灯的“心脏”，在LED路灯电源控制装置CCC认证中只涉及了安全标准、谐波电流标准及电磁兼容EMI相关的标准要求，并没有涉及浪涌（雷击）抗扰度的要求。
1.2 浪涌（雷击）抗扰度检测的必要性浪涌通常是发生在微秒数量级上的一种剧烈脉冲，包括浪涌电压和浪涌电流。
浪涌可以由电力系统开关瞬态和雷击引起。
在电子电路中，电源刚开通的瞬间也会产生很大的脉冲，由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲或者由于电路中其他部分受到本身或外来的尖峰脉冲干扰等情况，也会引起浪涌。
在生活中，常遇到这样的问题：雷雨季节，一条道路的LED路灯，一列路灯有好几个不亮，经常坏，修了又坏，坏了再修，这很有可能是由于浪涌（雷击）造成的。
对于照明灯具设备来说，浪涌（雷击）主要来自于以下方面：（1）安装在户外架高的照明灯具设备（如路灯），极易受到直接雷击的威胁。
（2）由于有些电网（特别是LED路灯电网）未与工业电网隔离，造成后半夜电压升高而超过电源规格的最大输入电压，使得照明灯具损坏。
LED路灯如何防雷击
LED路灯如何防雷击LED路灯防雷能用一个压敏电阻吗关于路灯的防雷设计并非一个简单的问题。
首先要了解你的路灯系统方案全貌架构，如是采用AC-->开关电源-->恒流源(如PT4115)-->LED光源的方案，那么，你应该首先考虑开关电源的防雷，雷击的侵入往往是由AC电线导入的，先被侵害的主体应该是开关电源，经开关电源输出的直流电压理论上是一干净的电源，至此雷击对恒流源的影响已经很小了。
LED路灯一般是买现成的开关电源来配套的，因此你在选用时特别选购能防雷击的开关电源，即在开关电源的输入端已设置防雷击电路。
不能用压敏电阻，基本不起作用。
可以选用上海光宇睿芯微电子的防雷器压敏电阻能量小，漏电流大，抗冲击能力差。
优点是残压小，反应时间快。
气体放电管也是一个选择，但残压较大Led路灯防雷跟普通路灯防雷还是有一定区别的，主要在于led的响应速度比普通等快，承受过电压能力（范围）比普通等小。
所以选择的避雷器也好，压敏电阻也好，工作电压一定要接近路灯的最高工作电压。
比如7个led一组工作电压一般是24V，最高是26V左右。
所以压敏电阻应选择27～30范围。
LED路灯防雷要从两方面考虑首先是直击雷防护，空旷、偏远地区，独立架设的LED路灯，都要考虑给架杆上安装避雷针做为LED路灯的直击雷防护，防止其遭受直接雷击而损坏。
其次是感应雷（也叫而二次雷）防护，感应雷主要是雷电活动时在LED的电源和信号线路上由于静电感应或者电磁感应而在线路上产生一个突峰电压或突峰电流从而影响或破坏LED路灯设备。
感应雷主要是通过线路来侵害设备，所以防护就要从设备的进线端考虑，LED路灯的电源防雷可根据其进线电压（以及当地雷暴日）选择相应的防雷产品，一般做两级防护即可；信号防雷可在LED路灯的信号线路串联相应的信号防雷器（信号防雷器的选择主要根据信号线路的类型选择），一般安装在LED 路灯信号线进入设备前端和信号线路进入控制室设备端。
LED电源浪涌试验的问题探索和解决
LED电源浪涌试验的问题探索和解决吴其志;汪彪;邹学军;鞠耀武【摘要】浪涌试验是模拟雷击或开关操作的一项EMC抗扰度试验.浪涌冲击会损坏灯具或电源,文章通过在电源设计过程中对压敏电阻的选型以及压敏电阻在电路中的接入位置进行详细分析,提供LED电源设计应对浪涌试验一个完美的解决方案.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】3页(P92-93,96)【关键词】浪涌试验;LED电源;压敏电阻;接入位置【作者】吴其志;汪彪;邹学军;鞠耀武【作者单位】赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103;赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103;赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103;赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103【正文语种】中文浪涌冲击在自然界是普遍存在的现象，最熟悉的就是雷击。
而对电子产品来说，特别是商场、超市、工厂等，大型感性负载开机时会带来很大的电压冲击。
一般LED电源设计时，为了应对这种情况，都会使用压敏电阻。
但是由于压敏电阻的选型和在电路中的接入位置选择不好的话，会导致压敏电阻本身失效。
因为正常电网波动导致压敏电阻提前失效而使产品整体失效。
1.1 普通照明设备的浪涌试验要求GB/ T18595 2001(等效IEC61547)规定了设备对由开关和雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌冲击的抗扰度要求试验方法和推荐的试验等级范围，规定了几个与不同环境和安装状态有关的试验等级。
具体要求见表1。
根据标准最新要求，对交流电压峰值90°正的脉冲5次，交流电压峰值270°负的脉冲5次进行试验。
测试结果符合性能等级C的要求：在测试期间及结束后允许光强有任意变化，灯也可以熄灭，在结束后的30 min内所有功能应恢复到正常状态(如需要可暂时中断主电源或进行调控操作等)。
1.2 浪涌等级的选择根据具体的安装方式进行对于普通的照明设备按照1.1要求进行试验，但是对于一些特殊的安装场合需要按照表2进行选择。
LED路灯浪涌(雷击)抗扰度检测探讨
LED路灯浪涌（雷击）抗扰度检测探讨* 近几年，随着环保、节能发展主旋律的奏响，各地政府对道路照明的节能改造和资金支持力度不断增强，LED路灯产品在照明市场中的需求越来越大。
由于部分企业缺少对标准和检测的认识，在设计和生产中忽略一些关键细节，导致所生产的LED路灯及配件无法满足国家LED路灯的相关要求。
LED路灯浪涌（雷击）抗扰度能力是路灯实际应用的重要电磁兼容（EMC）指标，直接影响了产品的可靠性及项目的经济性。
1 LED路灯的产品认证和浪涌（雷击）抗扰度检测的必要性1.1 产品认证目前，LED路灯产品在国内不属于强制CCC认证产品目录范围内，而属于自愿性CQC认证产品目录范围内，最新技术规范为CQC3127-2016《LED道路隧道照明产品节能认证技术规范》；LED路灯电源控制装置在国内属于强制CCC认证产品目录范围内，认证规则为CNCA-C10-01：2014《强制性产品认证实施规则——照明产品》。
电源控制装置是LED路灯的“心脏”，在LED路灯电源控制装置CCC认证中只涉及了安全标准、谐波电流标准及电磁兼容EMI相关的标准要求，并没有涉及浪涌（雷击）抗扰度的要求。
1.2 浪涌（雷击）抗扰度检测的必要性浪涌通常是发生在微秒数量级上的一种剧烈脉冲，包括浪涌电压和浪涌电流。
浪涌可以由电力系统开关瞬态和雷击引起。
在电子电路中，电源刚开通的瞬间也会产生很大的脉冲，由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲或者由于电路中其他部分受到本身或外来的尖峰脉冲干扰等情况，也会引起浪涌。
在生活中，常遇到这样的问题：雷雨季节，一条道路的LED路灯，一列路灯有好几个不亮，经常坏，修了又坏，坏了再修，这很有可能是由于浪涌（雷击）造成的。
对于照明灯具设备来说，浪涌（雷击）主要来自于以下方面：（1）安装在户外架高的照明灯具设备（如路灯），极易受到直接雷击的威胁。
（2）由于有些电网（特别是LED路灯电网）未与工业电网隔离，造成后半夜电压升高而超过电源规格的最大输入电压，使得照明灯具损坏。
LED路灯浪涌(雷击)抗扰度检测探讨
控 制 装置 在 国 内属 于 强 制 Ｃ Ｃ Ｃ认 证 产 品 目录 范 围
内， 认证 规则为 Ｃ Ｎ Ｃ Ａ— Ｃ １ ０ — ０ １ ： ２ ０ １ ４ 《 强制性产 品认
证实施规则—— 照明产 品》 。电源控 制装置是 Ｌ Ｅ Ｄ路
能要 求》 、 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ４ ９ ０ ７ — ２ ０ １ ０《 道 路 照 明用 Ｌ Ｅ Ｄ灯 》 。
１ ． ２ 浪涌 （ 雷击 ） 抗 扰 度 检 测 的 必 要 性 浪涌 通常 是发 生在微秒 数量 级上 的一种剧 烈 脉 冲， 包括 浪涌 电压和 浪涌 电流 。浪涌可 以 由电力 系统
以下 方面 ：
无法满足 国家 Ｌ Ｅ Ｄ路灯 的相 关要 求。Ｌ Ｅ Ｄ路灯浪 涌
（ 雷击 ）抗 扰度能 力是 路灯实 际应 用 的重 要 电磁兼 容
（ １ ） 安 装在户 外架 高 的照 明灯 具设 备 （ 如 路灯 ） ，
（ Ｅ ＭＣ） 指标， 直接影响了产品的可靠性及项 目的经济性。
准 ＧＢ ／ ３ － ２ ４ ８ ２ ７ — ２ ０ ３ ５ 、 Ｇ Ｂ ｆ ｌ －２ ４ ９ ０ ７ — ２ ０ ３ ０均 基 本 按
判 定 要 求
备 注
４ ｋ Ｖ、 零 线 一地 ： ±
４ ｋ Ｖ；
照Ｇ Ｂ ／ ＿ ｒ １ ８ ５ ９ ５的要 求 ， 并 未明示浪 涌 （ 雷击 ） 抗 扰度 试验 电压 。行业标准 Ｃ Ｊ ／ Ｔ ４ ２ ０ — ２ ０ ３ ３标准 中， 明确 了
１ ８ ５ ９ ５ — ２ ０ １ ４《 一 般 照 明用 设 备 电磁 兼容 抗 扰 度 要
LED电源浪涌试验的问题探索和解决
０ 引 言
浪 涌冲击 在 自然 界是 普 遍 存 在 的现 象 ， 最 熟 悉 的 就是 雷击 。而对 电子 产 品来 说 ， 特别是商场、 超市 、 工 厂等， 大 型感 性 负 载 开 机 时 会 带来 很 大 的 电压 冲击 。 般 Ｌ Ｅ Ｄ 电源设计 时 ， 为 了应 对这 种 情 况 ， 都 会使 用 压敏 电阻 。但 是 由于压敏 电阻的选 型和在 电路 中 的接 人位 置选 择不好 的话 ， 会 导 致 压敏 电阻 本 身失 效 。因 为正 常 电网波 动导致 压敏 电阻 提前失 效而 使产 品整体 失效 。
卫 里 旦 ． 堑兰 鲞 笙 塑
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ９ ３ ９ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｔ ｐ ｔ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ５ ． ０ ３ ７
通 馋 电潦 】 Ｉ ： Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｒ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
一
．
结束后 允许 光强有 任意 变化 ， 灯也可 以熄 灭 ， 在 结束 后 的３ ０ ａｉ ｒ ｎ 内所 有功 能 应恢 复 到 正 常状 态 （ 如 需 要 可 暂 时 中断主 电源或进 行调 控操 作等 ） 。 １ ． ２ 浪涌 等级 的选择 根据具 体 的安装 方式进 行 对 于普 通 的照 明 设备 按 照 １ ． １ 要 求 进 行 试验 ， 但 是 对 于一些 特殊 的安装 场合 需要按 照表 ２进行 选择 。
Hale Waihona Puke Ｓ ｅ ｐ ． ２ ５ ， ２ ０ １ ７ ， Ｖ ｏ １ ． ３ ４ Ｎ ｏ ． ５
Ｌ Ｅ Ｄ 电 源 浪 涌 试 验 的 问题 探 索 和 解 决
吴其 志， 汪 彪， 邹学军 ， 鞠耀武 （ 赛尔 富电子有限公司 ， 浙江 宁波 ３ １ ５ １ ０ ３） 摘要 ： 浪 涌试验是模拟 雷击或开关操作的一项 Ｅ ＭＣ抗扰 度试验 。浪 涌冲击会损坏 灯具或 电源， 文章 通过在 电源设 计过程 中对压敏电 阻的选型以及 压敏 电阻在 电路 中的接入 位置进 行详细 分析 ， 提供 Ｌ Ｅ Ｄ电 源设 计应对浪 涌试验一 个完
LED照明灯具的耐压及应对措施
LED照明灯具的耐压及应对措施漏电流的设定这里的漏电流专指耐压测试中产生的漏电流，为我们在测试中设定的报警阀值。
人体对于电流的反应情况有：感知电流：男1.1mA，女0.7mA;摆脱电流：男9mA，女6mA (概率99.5%);致命电流(室颤电流)：50mA(电流持续时间超过心跳周期)，500mA(电流持续时间在0.1秒以内)。
当流过人体的电流超过10mA，人就有触电的危险。
故一般情况下，型式试验的漏电流标准定义为5mA。
GB 7000.1中，型式试验部分并没有明确规定耐压测试中的漏电流，而在附录的工厂型式测试中，明确规定了该值的大小。
耐压测试和击穿测试标准会指定测试时的具体电压数值。
经过耐压测试只能说明产品的绝缘结构能承受该试验电压，不能说明产品的绝缘结构究竟能承受多高的电压。
如果进行绝缘材料的应用研究和电器设备的设计，需要测定绝缘强度时，就要进行击穿测试。
击穿测试就是测试电介质被击穿时的电压。
当电场强度超过某一极限时，通过介质的电流与施加于介质的电压关系就不符合欧姆定律，而是突然增加。
如图1，这时绝缘材料被破坏而失去绝缘性能。
对于电气产品，如果其绝缘发生击穿，它就失去了运行使用功能。
部分客户验货时要求按照型式测试标准，做一分钟测试，这对产品“百害无一益”：第一、可能降低产品的合格率;第二、虽然通过测试，可能损害部分绝缘结构，使产品安全性降低;第三、可能损坏一些元器件，使产品的质量降低，寿命减短。
耐压测试通过，不代表灯具完好无损。
很多情况下，LED灯珠可以通过耐压型式测试，但是会造成灯具的延灭，实际却会因为延灭而大大缩减灯具的寿命。
测试方法典型的耐压测试方法：1、检查确认耐压测试仪的主电源开关是否处于“关”的位置;2、除非仪器的特殊设计外，所有不带电金属部分必须可靠接地;3、把受测设备的所有电源输入端的电线或端子连接起来;4、合上受测设备的所有电源开关、继电器等;5、把耐压测试仪的测试电压调为零;6、把耐压测试仪的高电压输出线(通常为红色)连接到受测设备的电源输入端;7、把耐压测试仪的回路接地线(通常为黑色)连接到受测设备的可触及不带电金属部分;8、把耐压测试仪的主电源开关闭合，缓慢升高仪器的次级电压到要求值，一般升压速度不超过500 V/sec的速度;9、在指定的时间内维持这个测试电压;10、把测试电压缓慢降下来;11、断开耐压测试仪主电源开关。
LED路灯的防浪涌干扰和绝缘耐压设计
1 引言ＬＥＤ作为绿色环保的清洁光源已得到照明领域的广泛认可，由于ＬＥＤ光源具有使用寿命长、节能省电、使用简单方便、维护成本低等优点，所以在近几年及未来在通用照明中的应用将得到几何级数的增长。
随着城市建设区域的不断扩展和新农村建设的大范围兴起，路灯将在ＬＥＤ的照明应用中首当其冲，应用规模将十分可观。
所以，ＬＥＤ路灯的ＥＭＣ、安全性等设计就特别为人们关注。
ＬＥＤ路灯防浪涌或防瞬变干扰常用的器件有金属氧化物压敏电阻、气体放电管、硅瞬变电压吸收二极管、固体放电管等等以及它们的组合。
ＬＥＤ路灯防雷电干扰电路及其设备一般与ＬＥＤ路灯控制装置集成为一体，其常见的是气体放电管和压敏电阻的组合，简述如下。
2 气体放电管和压敏电阻组合构成的浪涌或瞬变抑制电路因为压敏电阻（ＶＤＲ）存在较大的寄生电容，故用在交流电源系统会产生较大的泄漏电流，性能较差的压敏电阻工作一个时间段后，由于泄漏电流进一步变大而可能发热自爆。
为了解决这个问题，可以在压敏电阻之间串联气体放电管，如图１所示。
由于气体放电管的寄生电容很少，故图１的串联支路的总寄生电容值可减小至几个ＰＦ。
在这个串联支路中，气体放电管还承担一个开关的作用：在没有暂态电压时，它能将压敏电阻与系统隔离开，使压敏电阻几乎不产生泄漏电流。
但与此同时，也带来了一个缺点，那就是反应时间成为各器件反应时间的总和。
例如，压敏电阻的反应时间是２５ｎｓ，气体放电管的反应时间为１００ｎｓ，则图２中的Ｒ２、Ｇ、Ｒ３的总反应时间为１５０ｎｓ。
为了改善反应时间，在电路中加入压敏电阻Ｒ１，则即可使反应时间变为２５ｎｓ。
金属氧化物压敏电阻（ＭＯＶＤＲ）的电压——电流特性见图３所示，ＭＯＶＤＲ的特性参数见表１所示。
气体ＬＥＤ路灯的防浪涌干扰和绝缘耐压设计Anti-Surge Interference for Road Lighting LED and Isolation Puncture Design薛蕙 供稿摘 要：文章简要介绍了ＬＥＤ路灯常用的防浪涌与防瞬变的电路组成及工作原理，指出了具有防止浪涌干扰功能的ＬＥＤ路灯控制电路普遍存在的绝缘耐压问题及其解决方案，使人们认识到满足安全性要求是ＬＥＤ路灯ＥＭＣ设计的基本理念和要求。
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《 的控制装置 第１ 灯 部分 ：一般要 求和安全要求 》６
“ 电 强度 ” 中没 有 断 开部 件 的 规定 。 介
一
一
该 导体 的安 装 说 明 书 。 （ 不 允 许 用 一 个 Ｖ 跨 接 附 加 绝 缘 、双 重 绝 ３） ＤＲ
４ 、ＯＳ Ｅ 有关绝缘耐压 的决议 Ｍ／ Ｅ
阻 的使 用决 议 指 出 ： “ 电源 与保 护地 之 间 的 与避 雷 在 器 或 气 体 放 电管 串联 的压 敏 电 阻 （ 压敏 电 阻 不 必单
力 的断路 装置 。浪 涌吸 收器 作为设 备 的差模 保护 情
况 ，还 是 作 为 共 模 保 护 情 况 ，对 安 全 来 说 情况 是 不 一 样 的 。 差 模 保 护 是 指 在 电源 的一 极 与 另一 极 之 间提 供
的 电流 变 动 范 围 （ 图 ４ １ ｉ过 程 中 ） 保 持 稳 定 。 从 的ｉ一 ２ 内 因此 ，外 界 的 高 电压 浪 涌 干 扰 ， 由于 气 体 放 电 管 的 放 电
金属氧化物压敏 电阻 （ ＭＯＶ）的电压～ 电流特
性 见 图３，金 属 氧 化 物 压 敏 电 阻 （ ０Ｖ ） 性 参 数 Ｍ 特
缘或 加强绝 缘 。为 防止最 大连续 电压 以上的暂 态 电
压 、 由 于 在 ＶＤＲ内 的泄 漏 电 流 的 热 过 载 以 及 万 一 短 路 故 障 Ｂ ｖ 的 燃 烧 和 爆 炸 ，Ｉ Ｃ ０ ５ — ：０ ５ ？ ＤＲ Ｅ ６ ９ ０ １２ ０ 的 １５９ ２ 定 应 与 ＶＤＲ串 联 连 接 一 个 具 有 足 够 熔 断 能 ．．．规
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聚 焦Ｌ Ｄ Ｅ
绝缘。
电子控 制装 置 的特 殊 要求 》标 准的要 求 ，而无论
ＧＢ１ ５ ０１ － ０ ９ 是 其 引 用 标 准ＧＢ ９ １ ．— ０ ９ １ ４ ２ ０ 还 １ ５ ０１ ２ ０
Ｖ Ｒ Ｄ 跨接基本绝缘这种设备应是下列一种 ：
一
Ｂ 可 插 式设 备 ；或 型 永 久 性 连接 式设 备 ；或 具 有 永 久连 接 保 护 接 地 导体 装 置 的 设 备且 提 供
Ｆ ｏ ｃｕ ｓｉ ｇ ｏ ｎ Ｅ ｎ Ｌ
聚 焦Ｌ Ｄ１ Ｅ
放 电管 。图 １ 中，将压敏 电阻 与气体 放 电管串联 ，
由 于 气 体 放 电 管 寄 生 电容 很 小 ，可 使 串 联 支 路 的 总 电 容 减 至 几 个 Ｐ 。 在 这 个 支 路 中 ，气 体 放 电 管 将 Ｆ 起 一 个 开 关 作 用 ，没 有 暂 态 电 压 时 ， 它 能 将 压 敏 电 阻 与 系 统 隔 开 ，使 压 敏 电 阻 几 乎 无 泄 漏 电 流 。 但 这 又 带 来 了缺 点 就 是 反 应 时 间 为 各 器 件 的 反 应 时 间 之
１０ 或１０ ４ Ｖ ８ Ｖ，与管子本 身的特性有 关 ），管 内电流开
和 。例 如压敏 电阻的反应时 间为２ ｎ ，气体放 电管 ５Ｓ
的反 应 时 间 为 １ ０ ｓ ０ ｎ ，则 图 ２ Ｒ 、Ｇ、 Ｒ 的反 应 时 的 ２ ３ 间为１ ０ Ｓ ５ ｎ ，为 改 善 反 应 时 间 加 入 Ｒ１ 敏 电 阻 ，这 压 样可使反应时间为２ ｎ。 ５ ｓ
Ｅ Ｎ６０９５０ 《信 息 技 术 设 备 的 安 全 》 Ｅ ６ ９ ０ １《 Ｎ ０ ５ — 信息技术设备的安全第１ 部分 ：一般ｊ 求 》中１５ １ 关的ＮＯ９ ／ 的ＯＳＭ／ Ｅ（ ．．有 ．８２ Ｅ 欧洲电工术
准 化 委 员会 电 工 设 备 操 作 员 工 会 议 ）就 电 源 上 压 敏 日
时 ，图 ２ 的 图 ２ 中 中的 Ｌ Ｒ 一 Ｐ 或 Ｎ Ｒ 一 Ｐ 刁 － ２ Ｇ— Ｅ — ３ Ｇ— Ｅ
应该断开。
的抗干扰保护 ，保护对象是设备 ，不涉及人身安全保
见表１ 。气体放 电管 （ Ｔ）的 电压 一电流特性见图 ＧＤ
作用 ，被 化 解成 了低 电压 和大 电流 的受保 护情 况 （ ３ ｕ Ｗ ＷＣｌｚ ｚ ｏｎ ／０ ０ 皿皿 Ｗ ． — ｇ ｍｃ ｒ Ｊ ２ １ ｒ ５ ７ ９
ｅｕ ｓｉ ｇ ｌ Ｌ Ｅ Ｄ ｎ Ｏｉ
—＿
始升 高。随着放 电电流的进一步增 大 ，放电管便进入 弧
光 放 电 状 态 。 在 这 种 状 态 下 ， 管 子 两 端 电 压 （ 光 电 弧 压 ）跌 得 很 低 （ ４ ｕ 图 的 ３） （ ３ 表 ２ 数 值 为 １ Ｖ ｕ在 中 ５ 或
２ Ｖ，与管子本 身的特 性有关 ），且 弧光 电压 在相 当宽 ０
４，气体 放 电 管 （ Ｔ） 性 参 数 见 表 ２ ＧＤ 特 。 由 于 浪 涌 干 扰 所 致 ，一 旦 加 在 气 体 放 电 管 两 端 的 电 压 超 过 火 花 放 电 电 压 （ 的 ｕ 时 ，放 电 管 内部 气 图４ １】 体 被 电 离 ，放 电 管 开 始 放 电 。 放 电 管 端 的 压 降 迅 速 下 降至辉 光放 电电压 （ ４ ｕ 图 的 ２） （ ２ 表 ２ 的 数 值 为 ｕ在 中
认证 ）的组合应符合基本绝缘 （ 电气强度和对避 冒 如 器或气体放 电管 的外部爬 电距离 ） 且有 防止短路 的ｆ ； 护装置。 １ Ａ型可插式设备 ：所有国家接受。２Ｂ ．型面 插式设备和永久性连接式设备 ：所有 国家接受。”＿ ｊ 述ＯＳＭ／ Ｅ Ｅ 就电源上压敏 电阻的使用决议清楚地证 劂 了Ｌ 路灯在带 电部件与金属部件之间进行耐压试 ＥＤ