電源及驅動電路的保護
由于LED電源和驅動電路容易遭受過電沖擊和短路故障而損壞,因此在驅動電路設計中要充分考慮各種故障狀態的保護措施,以提高電路的可靠性,從而降低返修率。泰科電子的LVR系列PTC可以實現交流電源的過流和短路保護,ROV用于過電沖擊和浪涌保護。POLYZEN系列是用于直流電源輸入口的過壓過流綜合保護元件,LED燈串中的表面貼系列則是實現負載過流或斷路故障保護(圖3)。
圖3:LED燈具電源及驅動電路的保護設計。
PPTC在LED照明中的過流和過熱保護
雖然許多高端LED驅動器件逐漸集成了過流、過熱等保護功能,但在許多場合,特別是過熱保護方面,仍然需要分立元器件方案作為協同保護方案,以使燈具具有更高的可靠性和更長的壽命。
PPTC是指高分子聚合物正溫度熱敏電阻,是由聚合物與導電粒子等構成,經過特殊加工后,導電粒子在聚合物中構成鏈狀導電通路。當正常工作電流通過(或元件處于正常環境溫度)時,PPTC呈低阻狀態。當電路中有異常過電流通過(或環境溫度升高)時,大電流(或環境溫度升高)所產生的熱量使聚合物迅速膨脹,切斷了導電粒子所構成的導電通路,PPTC呈高阻狀態。當電路中過電流(超溫狀態)排除后,聚合物冷卻,體積恢復正常,其中導電粒子又重新構成導電通路,PPTC又呈初始的低阻狀態。PPTC的體積小,成本低,可反復使用,實現了電路保護的自動啟動和自動恢復。
在LED照明中,根據燈具應用場合的不同有不同的過熱保護方式,通常分為兩種。一種方式是達到規定溫度立即啟動關斷保護(圖4),此種保護通常應用于道路交通信號燈。另一種方式是到一定溫度啟動保護,進行降電流驅動(圖5),此種保護通常應用于室內照明和道路照明。
圖4:泰科LVR系列產品用于交流LED照明系統的過流、過溫關斷保護。
圖5:泰科LVR系列產品用于交流LED照明系統的過流、過溫降電流保護。
泰科電子針對LED照明應用開發了一款PolySwitch產品。該產品在環境溫度65℃下可以保證350mA電流正常通過,可在環境溫度超過85℃時進行保護,通過合理設計、配置,可以分別以關斷或調暗的方式對LED燈具進行保護。