当前位置:主页 > 新闻资讯 >
室内LED灯具的电路保护设计

  灯具,策画职员面对着百般各样的时间寻事。这些瓶颈包含交直流逆变电道的功率转换、热功耗研究/散热、眼前灯胆尺寸的物理空间束缚、瞬态电气脉冲,这些都是除了驱动发光的根本电道策画以外的时间瓶颈。这些寻事中最紧急的一个是针对LED颗粒以及其上逛电道中的整个主被动元件供给瞬态脉冲爱惜。这些瞬态脉冲平时是相易输入电道中的雷击感想浪涌。这些浪涌意味着LED灯具须要过流及过压爱惜。

  对LED灯具的性能及高亮度的需求伸长意味着驱动电道板上的器件越来越众。大功率LED驱动酿成高亮度输出,同时会爆发大宗的热功耗,这意味着须要更大的散热片。由于LED灯具旨正在与现有的白炽灯和CFL灯具(如平时用于家用照明的主流A19灯具)正在封装格式上兼容,都包罗有一条相易/直流变换的电源驱动电道,于是可能正在准绳灯具插座上利用(图1)。因为灯具内的元件和(或者)电道滞碍惹起的短道或过载景色,都不妨导致直接相连正在相易电源中的任何元器件损坏。其余,雷击感想浪涌或开闭机脉冲(灯具外部爆发)爆发的尖峰电压或振铃波会对灯具内部的元件形成压力并最终形成元件损坏。

  • 众晶片及单晶片LED颗粒采用串联相连设备,称之为LED灯串。众个串联LED灯串并联并由统一个电源驱动。

  • 具有相应爱惜电道的LED灯串驱动电道中,包含串联正在回道中的针对过流爱惜(OCP)的正温度系数(PTC)电阻和并联正在回道中的用于过压爱惜(OVP)的 TVS 二极管。

  • DC-DC电源转换电道中,包含正在输入端上针对下逛元件的次级过压爱惜的并联TVS 二极管。

  • 相易整流电道中,包含正在输出端上针对下逛元件次级过流爱惜的串联高压直流保障丝。

  • 相易输入电道中,由前哨(L)上的串联相易保障丝和前哨(L)—零线(N)间并联的MOV构成。

  相易输入电道中,相易保障丝是灯具的闭键过电流爱惜器件。借使针对整个须要的策画参数举办精确拔取,当因为感想瞬变和短道/过载所导致的太过电性应力(EOS)爆发时,这种保障丝通过将整个电道与相易输入平安地断开,填塞爱惜整个下逛元件免受损坏。

  鉴于与LED灯具策画闭联的空间束缚,针对相易输入拔取一个紧凑型的相易保障丝是至闭紧急的。保障丝的性能是正在电流过载处境下牢靠且可预测的熔断来为元件和完好的电道供给爱惜。换句话说,保障丝是电道中的虚弱闭键。串联正在相易线道输入端的相易保障丝能供给短道和过载爱惜。目前,相易保障丝具有平凡的额定电流与额定电压限度,可操纵于最小的组织中。再有一系列其他的症结保障丝参数和可轮廓贴装的策画供利用,使策画工程师可以拔取出知足整个操纵央求的保障丝。

  具有足够的I2T额定值的相易保障丝是通过依照IEEEC.62.41准绳央求的能源之星振铃测试所必须的器件。标称的热熔值I2T(单元:安培平方秒,A2sec)法则了熔断保障丝熔丝所需的能量巨细。平时,凭据标称热熔值I2T拔取的保障丝合用于保障丝务必接受较短络续时期的大电流脉冲的操纵。LED照明操纵的浪涌抗扰度测试须要适宜8×20μs的组合波形。纵然其标称热熔值I2T突出了波形能量的热熔值,分别的保障丝组织对浪涌事项也不会有类似的反映式样。比如,电力浪涌脉冲爆发热轮回,可能使保障丝产希望械委靡从而缩短其寿命。

  LED照明灯具的相易输入端的压敏电阻(MOV)是低级过压爱惜器件。借使针对整个须要的策画参数举办精确拔取,它将可能通过钳制短时电压脉冲,爱惜整个下逛元件免受因感想瞬变和环波效应所导致的电应力(EOS)的损坏。当因为感想瞬变和短时嵌位电压脉冲爆发的振铃导致的太过电性应力(EOS)爆发时,MOV爱惜整个下逛元件免受损坏。MOV供给了一种最大水准下降瞬变能量的高性价比的计划,抗御其不妨会进入下逛元件。精确的 MOV器件选型要以诸众电气参数为本原,包含额定电压、峰值脉冲电流、能量品级、圆盘尺寸和引脚式样。

  LED照明灯具的策画职员须要研究百般紧急的题目,针对相易输入电道拔取适合的相易保障丝:

  • 第一步是找到闭于操纵的少许时间题目的谜底。正在过去,剖析和回复这些时间题目,然后通过元件规格书查找针对某种操纵拔取适合的保障丝,这是一项万分令人猜疑和耗时的处事。这些题目包含灯具的平常处事电流、处事电压、境遇温度、过载电流程度和保障丝熔断须要的时期、最大容许滞碍电流以及脉冲、浪涌电流、倏得热插拔脉冲、启动电流和电道瞬变等。

  • Littelfuse 还供给一种以《保障丝选型指南》为本原的宏大的正在线选型东西 - iDesign保障丝选型指南。它旨正在助助电道策画职员为它们的项目确定最佳的电子保障丝。iDesign东西供给了一种迅速、直观的方式来确定适合操纵的最佳元件,寻找元件的注释文档,并订购元件样品以举办原型策画。它通过保障丝选型设施,凭据所供给的输入音信迅速缩小可选限度,助助策画职员拔取到适合的保障丝。

  • 正在初始策画时,理解灯具将要出售的商场是至闭紧急的。凭据灯具是否正在美邦、北美的其他地方,欧洲、亚洲或其他区域利用,策画和测试必须要知足分别的准绳。

  • 确定不妨影响可利用的保障丝的尺寸束缚。保障丝可能利用众种方式举办封装,但轮廓贴装策画是LED照明操纵中最常睹的封装格式。红运的是,关于电道策画职员来说,现正在可能利用更小尺寸的保障丝来爱惜相易输入,此中少许的尺寸惟有以前可用的最小保障丝的一半。

  • 电流流过保障丝爆发的温度跟着境遇温度的转变而加众或裁减。请防卫,保障丝的“境遇温度”并非正如其名,等同于“室温”。相反,境遇温度是保障丝方圆氛围的温度,平时远高于室温,由于保障丝不妨会被封装正在(比如正在保障丝座中)或装配正在LED板的发烧部件邻近。关于25摄氏度的境遇温度,平时创议保障丝的处事电流不突出额定电流的75%。保障丝性质上是温度敏锐的器件,是以当保障丝100%满载到额定值时,纵然很小的温度转变也不妨会极大地影响保障丝的预期寿命。

  • 确定操纵所需的分断才略。分断才略也不妨被称为熔断额定值或短道额定值(I2T值)。这是保障丝正在额定电压条目下可能平安熔断的最大许可电流。正在滞碍或短道形态下,保障丝不妨接受一个远高于平常处事电流的倏得过载电流。断开意味着完善无损(无爆炸或本体分裂)并割断电道。

  • 确保正在坐褥之前有足够的时期举办全体的操纵测试和验证。借使初始策画没有通过此中任何一项测试,请确保正在安放中有足够的余地来编削策画并从新测试。

  • 结果,策画职员务必将保障丝与下逛过压爱惜器件和LED灯串驱动电道配合好。正在LED灯具策画经过之初,务必研究到瞬态控制。保障丝的选型必须要能知足规格界说的能量报复,避免LED灯串驱动电道受到倒霉影响。相易输入电道上的保障丝和MOV,借使选型适合,当涌现瞬态脉冲时,无需保障丝断开就能竣工过压钳位爱惜、平安地爱惜下逛电道,同时最大水准下降了对LED灯串驱动电道(包含LED灯串自己)的毁伤。

  • 然而,也有特定的LED照明灯具处事电道无法接受瞬态脉冲报复。正在这些处境下,正如正在前面闭于DC-DC转换器模块的实质中所指出的,增添一个用于过压爱惜的辅助次级TVS二极管是一种经由验证计划,可进一步钳制MOV的“残压”能量。正在最万分的处境下,以至再有一个非常的过流爱惜器件(如图2的中部所示,相易整流模块中的高压直流保障丝)和LED灯串中的过流爱惜器件(与LED灯串串联的PTC)、过压爱惜(与LED灯串并联的TVS二极管)以及LED开道爱惜(与LED晶粒并联的单个PLED),以供给更强劲的电道爱惜。

  • 瞬态电压控制务必是初始策画经过的一部门;所拔取的的器件务必可以裁减瞬态脉冲能量,控制住脉冲电压,从而使驱动电道不受影响。

  • TVS二极管是最常用的一种控制器件。TVS二极管特意策画用于爱惜电子电道,抗御瞬态过电压。动作一种硅半导体雪崩器件,它既有单向也有双向。正在单向TVS,特定的钳位特点只正在一个目标上浮现出来,正在另一个目标上显示出的是形似于古代的整流器二极管的正指引通电压(VF)特点。LED照明电源(驱动器)平时正在其电道中一个或众个身分上须要装配TVS二极管。

  • 瞬态脉冲的损害潜力是由其峰值电压、络续电流和脉冲宽度所定夺的。当用于爱惜诸如驱动IC和LED晶粒等敏锐元件时,瞬态控制器的响当令间极为紧急。借使瞬态控制器反应速率慢,当体例上涌现了迅速上升的瞬态尖峰时,正在控制器最先作为前,通过被爱惜负载的尖峰电压就已上升并起到破环效用

  • 反向截止电压(VR)。此中最紧急的参数是VR,其务必等于或大于被爱惜电道(或电道的一部门)的峰值处事电压。确保TVS正在平常驱动电压下不会作为。

  • 峰值脉冲电流(IPP)。IPP是TVS所能接受的最大平安脉冲电流,平时以诸如10×1000μs的指数波形为参照体现。Ipp仅体现瞬态峰值电压除以源阻抗的值。

  • 最大钳位电压(VC)。VC是基于参照的指数波形,正在脉冲峰值电流(IPP)流过TVS 器件时,TVS 两头涌现的峰值电压。

  • TVS二极管中的滞碍机制是短道。于是,借使TVS二极管因瞬态脉冲而涌现滞碍,其所正在的电道还是会受到爱惜。

  正在LED 灯具策画初期阶段就有完美的电道爱惜,并参加所需的时期和资源的策画职员将会劳绩告捷的产物和更好的用户体验。因为相易保障丝、相易MOV和TVS二极管等元件的最新发展,到新一代策画职员出生之前,下一代LED灯具就不妨到来。

  本文开头于《电子产物全邦》2017年第9期第74页,接待您写论文时援用,并说明理由。

Copyright © 2002-2019bet356官网照明 版权所有 网站地图 咨询热线:029-66889777