电源及驱动电路的保护
由于LED电源和驱动电路容易遭受过电冲击和短路故障而损坏,因此在驱动电路设计中要充分考虑各种故障状态的保护措施,以提高电路的可靠性,从而降低返修率。泰科电子的LVR系列PTC可以实现交流电源的过流和短路保护,ROV用于过电冲击和浪涌保护。POLYZEN系列是用于直流电源输入口的过压过流综合保护元件,LED灯串中的表面贴系列则是实现负载过流或断路故障保护(图3)。
图3:LED灯具电源及驱动电路的保护设计。
PPTC在LED照明中的过流和过热保护
虽然许多高端LED驱动器件逐渐集成了过流、过热等保护功能,但在许多场合,特别是过热保护方面,仍然需要分立元器件方案作为协同保护方案,以使灯具具有更高的可靠性和更长的寿命。
PPTC是指高分子聚合物正温度热敏电阻,是由聚合物与导电粒子等构成,经过特殊加工后,导电粒子在聚合物中构成链状导电通路。当正常工作电流通过(或元件处于正常环境温度)时,PPTC呈低阻状态。当电路中有异常过电流通过(或环境温度升高)时,大电流(或环境温度升高)所产生的热量使聚合物迅速膨胀,切断了导电粒子所构成的导电通路,PPTC呈高阻状态。当电路中过电流(超温状态)排除后,聚合物冷却,体积恢复正常,其中导电粒子又重新构成导电通路,PPTC又呈初始的低阻状态。PPTC的体积小,成本低,可反复使用,实现了电路保护的自动启动和自动恢复。
在LED照明中,根据灯具应用场合的不同有不同的过热保护方式,通常分为两种。一种方式是达到规定温度立即启动关断保护(图4),此种保护通常应用于道路交通信号灯。另一种方式是到一定温度启动保护,进行降电流驱动(图5),此种保护通常应用于室内照明和道路照明。
图4:泰科LVR系列产品用于交流LED照明系统的过流、过温关断保护。
图5:泰科LVR系列产品用于交流LED照明系统的过流、过温降电流保护。
泰科电子针对LED照明应用开发了一款PolySwitch产品。该产品在环境温度65℃下可以保证350mA电流正常通过,可在环境温度超过85℃时进行保护,通过合理设计、配置,可以分别以关断或调暗的方式对LED灯具进行保护。