GU10的500V SURGE FAIL對策
我們公司是設計與販賣LED燈具的,日前有一個GU10的500V SURGE FAIL需要對策,輾轉到我手上,相當有趣,值得一提。GU10的PCB很小,再加上EN61547對小於25W的燈具在差模雷擊只要求0.5KV,所以原電路工程師並沒有設計雷擊保護元件,如MOV、TVS等。而不幸地, Murphy's Law 又在此時展現了一次威力,耐壓650V的MOS被500V的SURGE給擊穿了。
老闆說時間很趕,不能改LAYOUT;空間很小,不能加元件。就只有這兩個條件,其他的你想辦法。
就只有這兩個條件?!讓我感動的想跪下來謝主隆恩
但老婆小孩要養,還是得靜下來想想不使用任何對策元件要改雷擊FAIL案件,該怎麼做?
對策雷擊有以下幾個方向:
1. 使用對策元件(MOV、GDT、CHOKE、CAP、R)
但老闆已經說不准加元件了
2. 使用Spark gap
老闆也已經說不准改LAYOUT了
而且CE輸入電壓為230V(峰值為325V),而雷擊電壓只有500V,Spark Gap 要設計在500V這麼低的電壓動作,距離必須很近,再考慮安規要測試Hi-pot 與 IR後,Spark gap不可能用在500V的雷擊對策。
3. 增加MOS瓦數與耐壓能力
因為MOS內建在IC內,無法提升耐壓規格,所以這裡無從下手。
不過號稱650V的MOS為何被500V的雷擊破壞,這就要請IC原廠出來解釋了。
4. 增加雷擊回路阻抗,以降低雷擊電流
因為這顆GU10可用TRIAC調光,所以直接將線路原有的串聯dummy load 由22歐姆改為33歐姆,在確認雷擊PASS且溫升與效率OK後,結案。
5. 使用shielded power cord,藉由分佈電容的增加來抑制雷擊。
電源線對地與四周的金屬之間有分佈電容(亦名雜散電容、寄生電容、parasitic capacitor)存在,而電容的特性就是會抑制電容兩端的電壓急遽變化,而SURGE就是急遽變化的電壓,所以分佈電容對雷擊波在理論上有抑制力。
但在實際上,由於分佈電容實在太小,對雷擊的抑制力就像從1000V抑制到999V。說它有效還真沒效,說它沒效又偏偏有點效。
改用屏蔽電源線後,分佈電容大增,所以對SURGE的抑制力也會增加,但估計效果不會好太多,CP值很不划算,成本太高而效果只有一點點,何況燈具類產品用屏蔽電源線也太OVER了。
500V的雷擊看來不難對策,但加上兩個條件限制後,難度提高不少。
我只能想得出來這五項,但是我很貪心,希望有人能告訴我第六項,先謝謝了!
多谢分享,想不到第6项。。。 MIC分析的很好,补充一点:
不是用屏蔽电源线,屏蔽电源线肯定好,但成本高;而是在电源线上加对地的共模电容,或许也有改善。 输入/输出级的滤波电路里,更改一下共模电感或者电容的参数,可以消耗一些SURGE能量;这样就可以满足不改版,不加器件的条件了。 因為燈具類產品的電源線一般都不帶地線(兩芯),所以也就不會有Y電容
GU10的PCB面積也就1x2 cm^2左右,所以也放不下CM CHOKE 一楼考虑的很全面,只能学习,无建议可提。 利用电源线缠绕形成电感来进行抑制,类似增加电感的作用 allenhua 发表于 2013-7-26 23:41
利用电源线缠绕形成电感来进行抑制,类似增加电感的作用
這是為了通過測試而使用的對策,無法量產
如果老闆不介意的話,就用吧! 任何对策只能理论预估,最终还是要真金白银去实验室做SURGE测试验证。 加外部防雷器呗!
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