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Protezione dei circuiti per l'illuminazione a LED esterni 2/5

Protezione dei circuiti per l'illuminazione a LED esterni

I sistemi di illuminazione esterna a LED possono essere un efficiente e una delle più "ecologiche" sorgente di luce, oltre a promettere un lungo ciclo di vita e di mantenimento. Tuttavia, gli impianti di illuminazione LED che si trovano negli ambienti esterni possono essere, alla luce dei fatti, meno affidabili dei sistemi di illuminazione convenzionali a meno che i progettisti che se ne occupano aggiungano nel progetto tecniche corrette di protezione del circuito per premunirsi contro le più severe condizioni di sovratensione che si possono verificare all'esterno.

Nel post precedente ci eravamo lasciati parlando di SMPS, gli alimentatori switch-mode. Bene, ripartiamo da lì e andiamo avanti. Gli SMPSs non sono tipicamente utilizzati in ambienti all'aperto, quindi ci sono una serie di considerazioni particolari da fare perché il loro utilizzo sia possibile in applicazioni di illuminazione esterna a LED.

Un settore che desta particolare preoccupazione è il front-end SMPS: qui la minaccia più immediata è legata ai guasti dovuti alla sovratensione. In particolare, i pole-mounted installati all'esterno sono vulnerabili alle sovratensioni e alle sovraccorenti, due dei modi più comuni in cui si verifica un guasto su un SMPS.

L'altro punto debole del circuito di illuminazione è il LED. I LED sono fragili, sono dispositivi allo stato solido, e, in sostanza, diodi, strutturato come una giunzione PN che emette luce.
I principali meccanismi di rottura del LED sono meccanici o di natura termica, (come i cicli termici, shock termici); non solo, anche le spie di funzionamento danno problemi ad alte temperature.
Come il metallo si ossida e diventa fragile nel corso del tempo, questo aumenta la probabilità di un possibile guasto al LED. Eventi ESD (scarico elettrostatico) oppure sovratensioni indotte da eventi come i fulmini nelle vicinanze sono un'altra causa comune di insufficienza nel funzionamento del LED.

Tipico esempio di progettazione di illuminazione LED

La Figura 1, quella che segue, mostra un tipico sistema di illuminazione a LED. In tutte le applicazioni di illuminazione a LED, ci sono diverse zone dove una protezione del circuito efficace aumenta l'affidabilità globale del circuito. Tali aree comprendono la parte della corrente alternata del circuito e la protezione per i LED stessi.

Sezione AC

La prima linea di difesa è il line fuse nel SMPS: questo fusibile fornisce la protezione antincendio di base contro i guasti di sistema più importanti e devono essere in grado di tollerare 3 kA fino a 6kA. Il primo criterio di selezione è la tensione. Questo dipenderà dalla tensione di linea in ingresso, 120 V-AC in Nord America e 220 V-AC in Europa e in Asia.

Un altro parametro importante è quello che viene chiamato la capacità di rottura, o il valore I2t, dove I è la corrente nominale della linea e t è il tempo in cui si deve aprire. Infinte, vi è il parametro della termica della riduzione: questa considerazione dipende dalla conoscenza dela temperatura dell'ambiente in cui il fusibile verrà utilizzato, in quanto i fusibili sono molto sensibili alle temperature. Quanto il fusibile potrebbe essere ridotto si può trovare consultando le curve di declassamento dei produttori per le famiglie del dispositivo in quanto questi possono variare con valutazioni di tensione, dimensioni, capacità di corrente e tipo di fusibile.

 

 

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