曝光力特4万伏防雷模块难以被仿制或超越的根本所在

全球不同国家对户外led灯具(如led路灯、led投光灯、led隧道灯等)的防雷级别要求是不一样的,在雷电易发地区如美国和印度,户外led灯具的标准防雷级别要达到1万伏,极端地区的要求会达到2万伏,而目前全球能够提供防雷水平达到2万伏的spd模块供应商不超过5家。美国知名电路保护元件制造商力特(littelfuse)就是其中一个佼佼者,它开发的lsp10系列spd模块是全球第一款串接的能够抵抗高达4万伏浪涌冲击的防雷模块,lsp05系列spd模块可以提供2万伏防雷水平,而且这两个系列spd均已拿到ul、ce、ansi认证,出口海外户外led灯具制造商可以放心使用。
雷击一般分为直击雷和感应雷,直击雷浪涌电压高达数百万伏,任何防雷模块都会被瞬间击穿,因此直击雷只能用避雷针防护。我们这里指的防雷一般指感应雷,它可以顺着电源线从几英里甚至几十英里之外感应过来,浪涌电压极端情况下可高达2万伏。那为什么力特lsp10系列抗雷水平要做到4万伏呢?力特资深技术行销工程师游恭豪说:“这是为了客户希望我们的spd模块能够多抗住几次2万伏雷击浪涌冲击,更大程度上提高客户户外led灯具的使用寿命,降低维护更换成本。”
图一:需要spd模块进行防雷保护的关键户外led灯具应用
图二:全球各国政府对户外led灯具防雷水平的官方要求
lsp05/10系列spd模块基本上主要由gdt气体防雷管、mov压敏电阻、tvs二极管构成,理论上任何客户都可以购买力特或别家的gdt、mov、tvs来开发自己的spd防雷模块,但为什么当今业内很少供应商在开发抗1万伏或2万伏spd模块呢?
游工说:“我认为主要有以下7个方面的原因,第一,由于目标led灯具是向全球市场销售的,因此spd模块必须能够满足全球认证标准要求,包括美国国家标准机构的ansi c136.2/ieee c62.41.2 location category c high exposure、欧洲iec61000-4-5, class x at 20kv/10ka、ul认证所需的ul1449 type 4 component assembly和ce认证所需的iec61643-11 class ii / en61643-11 type 2,开发者必须对所有这些标准的要求非常熟悉或了解;第二,开发者必须对高压大电流保护电路的拓扑和原理、以及高压保护器件gdt/mov/tvs的电气特性非常了解;第三,开发者必须自己支付所有认证费用,而且忍受高达1年左右认证时间;第四,开发者必须很深了解过热保护晶闸管技术;第五,spd模块必须达到ip66防水防尘要求;第六,spd模块工作寿命必须超过2-5万小时,因为led的寿命就要达到2-5万小时;第七,spd模块外形尺寸必须很小,如48x48x30mm,而且配有安装端子,以方便集成进户外led灯具中。”
游工指出,这七个方面的原因导致客户自己开发spd模块时不仅需要花费更多的时间,而且还要花费更多的认证费用、学习曲线费用和维护更换费用,不管从时间成本还是机会成本来说,都是不划算的,直接购买力特spd模块,从总体运营成本角度来看,是最合理的选择。
图3:不安全的spd防雷模块
spd模块的电路连接拓扑有串接和并接两种,并接式spd模块必须配备一个状态指示灯,否则维护人员无法判断它是否已经被击穿,串接式spd模块则不需要状态指示灯,因为一旦它被击穿,整个灯具就无法点亮,一看就知。
随着led智慧路灯的兴趣,路灯上将捆绑节点控制器、集中控制器、有线无线通信模块,这些户外用弱电设备度都要求有防雷保护,因此可以预计spd防雷模块的市场需求将随着智能时代的来临而不断增多。

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