Schutzbauelemente

LED-Beleuchtungen vor Entladungen und Übertemperaturen schützen

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Schutz vor energiereichen Stoßstrombelastungen

Varistoren der EPCOS-Baureihe SIOV eignen sich bestens als Lösung für den Überspannungsschutz. Gerade für den Schutz der Stromversorgungen in LED-Systemen vor größeren Energiestößen von bis zu 750 J eignen sich diese Metalloxid-Varistoren besonders gut. Die SIOV-Varistoren der neuen Baureihen B20* und B25* wurden mit dem Ziel entwickelt, einen Schutz vor Stoßspannungs-/Stoßstrombelastungen bis 10 kV/ 10 kA gemäß ANSI/IEEE C62.41.2 und gemäß der Modellspezifikation für LED-Straßenbeleuchtungen zu gewährleisten. Die genannte Norm wurde vom MSSLC-Konsortium des US-amerikanischen Energieministeriums spezifiziert. Diese Baureihen umfassen drei bzw. vier SIOV-Varistoren, die im gleichen Gehäuse kombiniert sind (Bild 2). Aktuell werden die Baureihen B20* und B25* für eine maximale Betriebsspannung von 320 V, 420 V und 510 V angeboten.

EPCOS-Überspannungsableiter und Varistoren bieten mit ihrer hohen Stoßstrom-Belastbarkeit den zuverlässigsten Schutz vor sehr großen elektrostatischen Entladungen wie Blitzeinschlägen und anderen Transienten. Überspannungsableiter in Kombination mit Varistoren stellen eine platzsparende integrierte Lösung mit optimalen Leistungseigenschaften dar.

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Scheibenvaristor mit Thermosicherung

Die EPCOS-ThermoFuse-Varistoren der T-Serie bestehen aus einem Scheibenvaristor, der mit einer Thermosicherung im gleichen Gehäuse in Reihe geschaltet ist. Sie empfehlen sich für den Schutz am Netzeingang. Bei einer Überhitzung des Varistors trennt die in einem Spezialkunststoff gekapselte Thermosicherung den Varistor vom Netz. So wird eine Rauchentwicklung oder sogar ein Brand verhindert. Die Varistoren der T-Serie besitzen eine Stoßstrom-Belastbarkeit von bis zu 10.000 A und eine maximale Energieabsorptionsfähigkeit von 440 J für 2 ms.

Schutz vor energiearmen elektrostatischen Entladungen

Traditionell wurden TVS-Dioden eingesetzt, um Stromkreise vor elektrostatischen Entladungen unter 25 J zu schützen. Allerdings werden aufgrund der geforderten kompakten Abmessungen, der geringen Bauhöhe, der zuverlässigen Leistung über einen breiten Temperaturbereich und der kurzen Ansprechzeiten immer höhere Anforderungen an den ESD-Schutz gestellt. Vielschichtvaristoren wie die EPCOS-CeraDioden bieten im Vergleich zu konventionellen TVS-Dioden entscheidende Vorteile und werden in diesem Energiebereich zunehmend als Lösung für den ESD- und Stoßspannungsschutz bevorzugt. CeraDioden können sehr effektiv eingesetzt werden, um die Absorptionsanforderungen in Bezug zur Größe des Bauelements zu erfüllen.

Verschiedene Konfigurationen des LED-Moduls

Für das LED-Modul sind viele verschiedene Konfigurationen denkbar. Es kann aus mehreren Hunderten LEDs bestehen, die in Form von in Serie oder parallel geschalteten Reihen oder als Kombination von beiden angeschlossen sind (Bild 3). Bei den in Serie geschalteten Reihen besteht allerdings die Gefahr, dass bei einem Ausfall einer einzelnen LED die ganze Reihe ausfällt, sodass die Beleuchtungsstärke erheblich sinkt.

ESD-Schutz der LED-Steuerleitungen

Dank ihrer äußerst geringen parasitären Kapazität ist die CeraDiode auch die beste Wahl für den ESD-Schutz der Datenleitungen, die der Steuerung der Leuchten dienen. Es ist aber nicht ungewöhnlich, dass in Netzwerken einzelne Elemente umgesetzt, außer Betrieb genommen oder ausgetauscht werden. Häufig werden diese Konfigurationsänderungen während des Betriebs durchgeführt und können so zu elektrostatischen Entladungen und Spannungsspitzen führen. Um sicherzustellen, dass die Leuchten über die spezifizierte Lebensdauer funktionsfähig bleiben, ist ein ausreichender ESD-Schutz mit CeraDiode unverzichtbar.

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