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雷电及过压危害的分类
（1）直击雷：指雷电直接击在建筑物构架，因电效应，热效应和机械效应等造成建筑物损坏和人员伤亡。一般防直击雷是通过避雷装置即接闪器，引下线构成完整的电气通路后将雷电泻放到大地。然而接闪器，引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的摧毁，但雷电会通过其它多种形式及途径破坏电子设备。
（2）雷电感应：指雷电在雷云之间对地的放电时，并在户外传输信号线路，埋地电力线，设备间连接线和电磁感应并侵入设备，使串联在设备中间或终端的电子设备遭到损坏。感应雷没直击雷猛烈，但发生概率却比直击雷要高，且不论雷云对地闪击或雷云间闪击都有可能造成灾害。此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标，而感应雷则可以在一个大范围内多个小局部同时产生过压现象。
（3）雷电波侵入：由于雷电电流有极大峰值陡度，在它周围会出现瞬变电磁场，磁场中的导体会感应出较大的电动势，而此瞬变电磁场，会在空间一定范围内产生电磁作用，也可以说脉冲电磁波辐射，而这种空间电磁脉冲波（LEMP）是在三维空间范围内对一切电子设备产生作用。因瞬变产生的电压很高，以至可能产生电火花，导致电起火。
（4）球形雷：一种特殊的雷电现象，直径在10-20CM，最大的可达1M,存在的时间在百分之几秒到几分钟，一旦遇到物体或电子设备会产生燃烧或爆炸，主要沿建筑物孔洞或开着的门窗进入，多数沿带电体会消失。
（5）操作瞬时过电压：当电流在导体上流动时，会产生磁场，存储能量，电流量越大，导线越长，储能越大，所以当大型负载（特别是电感性负载）电气设备开关时，便会产生瞬时过电压。
（6）地电位反击：当雷击大地或接地体时，引起地电位上升而波及附近的电子设备，对设备产生反击，损害其对地绝缘。
现代防雷装置简介
（1）外部防雷装置
外部防雷装置(即传统的常规避雷装置)由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器有三种形式：避雷针、避雷带和避雷网，它位于建筑物的顶部，其作用是引霄或截获闪电，避免或预防雷电直接击在建筑物或屋面其它物体上；引下线，与接闪器连接，下与接地装置相联，其作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置；接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是将雷电流顺利流散到大地中。
（2）内部防雷装置
内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置，它包括等电位连接设施(物)、屏蔽设施、加装的SPD、过压保护器件以及合理布线和良好接地等措施。
图 1
简析户外LED路灯电源失效模式原因
由于LED使用环境的复杂性，在实际使用中LED往往容易坏，其实就是因为没有考虑到LED的使用特性以及应有的保护。尤其是当LED是用在户外时，其驱动电路很容易遭受到雷击过电压和过电流的冲击而造成故障或损坏，引发不必要的财产损失甚至是人员伤亡，因此在设计LED照明电路时必须要充分考虑并做好保护措施，从而提高电路的可靠性，降低故障发生率。
（1）LED的过压过流故障现象
当出现过压过流干扰时，元件性能会减弱或损坏。LED 元件的过压过流损坏与干扰能量的发生次数或持续时间长短无关，因为任何一次过压过流干扰都可能导致LED 损坏。这种损坏可以表现为器件立即失效。
（2）LED 发生过压过流干扰的主要原因
LED 芯片发生过压过流干扰的原因有多种，如浪涌、静电，来自其他设备的脉冲信号干扰、灯具组装时不恰当的工作方法、接地点不够导致电流快速转换引起高电压等情况都会引起过压过流干扰。
a) 静电放电ESD
静电放电是大多数电子元件在生产、运输、加工过程中不可避免的风险。虽然目前大多数的LED 芯片自身已经具有防静电干扰功能，但静电放电依旧是LED 芯片在灯具生产环节损坏的主要原因。
b) 短时间的过负荷
短时间的过负荷即短时间内LED 的输入电压或电流超过其额定值如浪涌电压或雷击。过负荷一般只持续极短的时间,有一个尖峰的浪涌损坏。短时间的过负荷是LED 芯片在灯具正常使用过程中损坏的主要原因。
LED路灯电源电路保护方案设计
图 2
方案中主要用到压敏电阻MOV、GDT及瞬态抑制二极管TVS做过压防护，压敏电阻是一种具有非线性特性的保护元器件，它主要用来保护电子元件免受尖峰浪涌的影响。压敏电阻在常态时对受保护的电子元件具有很高的阻抗，而且不会改变电路特性，但当瞬间尖峰电压出现越过压敏电阻的压敏电压时，该压敏电阻的阻抗会变低（仅有几欧姆），进行泄流处理，从而对电子产品或元件进行保护。
在首级防护中差模防护将压敏电阻接入LED 灯具电源输入端，共模防护采压敏电阻和放电管配合使用，可防止在正常运行时由于电源瞬间浪涌干扰造成的LED 故障，防护方案如图1所示，一般220V输入我们选型MOV：471KDXX，GDT：2RX600X，根据实际浪涌测试等级确定具体尺寸参数。正常运行时一旦电网电压升高，压敏电阻会瞬间击穿导通，对过压能量进行吸收和泄放，从而有效的防止过电压进入受保护线路。在次级保护电路中，当LED输入端有高压脉冲时会导致后端芯片及LED灯损坏，而瞬态抑制二极管TVS1在规定的应用条件下，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时，其工作阻抗能立即降至很低的导通值，可以对高压脉冲进行吸收和箝位电路可承受的范围内，从而消除了由输入端带来的干扰，加上第三级TVS2防护之后更加精确的限制了过电压，有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。另TVS箝位响应时间仅为Ps级别,反映速度有很大优势.TVS的选型VRWM大于整流后峰值电压的1.1倍以上,抗浪涌能力根据客户测试等级等条件确定.
结论
通过内外防雷保护装置相结合，可以尽可能的减少LED灯的浪涌损害，提高装置的正常寿命。
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