為燈串產(chǎn)品選擇LED開路保護器
高功率LED越來越多地被應(yīng)用于交通燈、發(fā)光廣告牌、街燈、機場跑道、鐵路道口、醫(yī)療/手術(shù)照明和行車信號中。它們的使用壽命長(高功率白光LED通常具有35000到50000小時的壽命),功耗低。但是,LED也會因雷擊、靜電放電(ESD)導致的過電壓、過熱、甚至是電源反接而造成損壞。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/175070.htm因為LED通常串聯(lián)在燈串中,如果燈串中一個LED因故障開路,串中的所有LED都會熄滅。(如果一個LED短路,那么燈串的其它部位將基本不受影響。)現(xiàn)在所需要的是某種能在一個LED因故障開路情況下保持串中其它LED正常工作的方式,并能同時防止其他電氣故障。
令人高興的是有這樣一種器件:LED開路保護器。保護器可以與燈串中的每個LED并聯(lián),它可以旁路發(fā)生開路故障的LED,以保持燈串的其余部分繼續(xù)工作。當電路中發(fā)生過電壓并導致燈串中發(fā)生過電流時,或者在電極接反時,保護器同樣會作用。
圖1 當一個LED出現(xiàn)開路故障,LED開路保護器開始導通,
限制其壓降至1.3V,并保持串中剩余部分正常工作。
設(shè)計人員為了做到這一點嘗試了許多器件——如齊納二極管、金屬氧化物壓敏電阻和可控硅整流器——但都不及LED開路保護器,因為LED開路保護器是專為這種應(yīng)用設(shè)計的。如圖1所示,當一個LED出現(xiàn)開路故障,其兩端的電壓試圖上升到電源的恒流輸出電壓。LED開路保護器感測到這一電壓上升,并開始導通,限制其壓降至1.3V左右,以保持燈串的其余部分正常工作。
LED開路保護器具有不同的特性和額定電壓可選。某些保護器被設(shè)計成保護燈串中的單個LED;其它的可以允許設(shè)計人員用一個單一的器件保護兩個、三個、四個或者五個LED,以節(jié)約成本。 前幾年推出的LED開路保護器可以提供開路LED和雷擊浪涌保護,但是對于ESD事件和極性反接表現(xiàn)卻不是太好。新一代的LED開路保護器可以同時提供這些保護。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)應(yīng)用中的可能故障情況和需要選擇這種器件。
ESD和雷擊保護
ESD在組裝或現(xiàn)場安裝時能進入到LED燈串中。這可能來自于機器到LED燈串或者人體接觸到LED燈串。 雷電可以通過兩種方式進入到LED燈串:附件的雷擊可能會在電源中造成瞬變,可以耦合至LED驅(qū)動器并進入燈串;或者附近的雷擊可能在LED驅(qū)動器供電軌上,也可能在接到LED燈串的線路上造成電氣瞬變。
雷擊浪涌具有8到10微秒的上升時間(如圖2),而ESD事件的上升時間僅有幾納秒(圖3),這取決于檢測方法。早期的LED開路保護器只能抵御前者,但不能抵御后者。新一代的LED開路保護器,如Littlefuse PLED 5系列,可以應(yīng)對在±15kV空氣放電、±8kV接觸放電的ESD事件,以及±40A 5/50 ns的EFT事件(快速脈沖群)。
圖2 雷電沖擊具有8到10微秒的上升時間
極性反接保護
LED燈串受到極性反接影響的最為常見的方式是在現(xiàn)場安裝時的錯誤的燈串放置或方向: LED燈串反向通電。
圖3 ESD事件具有幾納秒的上升時間。新一代的LED開路保
護器可以應(yīng)對在±15kV空氣放電、±8kV接觸放電的ESD
事件,以及±40A 5/50 ns的EFT事件(快速脈沖群)。
一些LED開路保護器的模型(例如Littelfuse PLED 5系列)具有1.1到1.6V的反向偏置導通電壓(圖4),比一個典型的高功率LED的反向擊穿電壓要小得多(對比其它器件,它們的反向偏置導通電壓和它們的正向偏置導通電壓相似)。
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