全油门（PWM占空比= 1）当前输出精度完全由R4的精度和LM337内部参考的±2％（保证，通常更好，通常更好）的精度确定。因此，它独立于逻辑供应...
LED 照明系统的保护组件 全方位 ESD 和热保护
接线图
2025年02月15日 12:59 16
admin
LED 照明系统如果要发挥其在使用寿命、低维护成本和整体可靠性方面的潜力，就需要高性能 ESD 和过热保护。爱普科斯 (EPCOS) 保护元件为 LED 阵列、电源和控制电路提供有效且经济高效的保护。
LED 对降低室内和室外灯具的能耗做出了决定性的贡献。 LED 不仅比荧光灯和 HID 灯等传统照明光源消耗更少的电量，而且还具有更长的最大使用寿命 — 长达 80,000 小时，在理想条件下甚至更长。
因此，在LED灯的正常使用寿命期间，传统照明系统的灯必须更换多次。这意味着更低的维护成本和更低的整体系统运营成本。 LED 照明系统可靠性的主要威胁是：
ESD 事件，包括闪电
瞬态过流事件和浪涌
热插拔期间的电流和电压尖峰
反向电压效应
过温
因此，如果 LED 照明系统要像 LED 本身一样可靠且使用寿命长，则必须有效保护所有组件和子系统免受组装、维护和操作过程中遇到的这些危险。
LED照明系统架构
LED 灯具由 LED 引擎（LED 阵列、LED 驱动器和控制单元）、LED 电源和电网连接组成。公司和设施管理者越来越多地部署智能网络照明系统，以最大限度地提高照明效率和质量、确定灯具的状态并实现远程控制和维护。这意味着通信电源和接口也可以集成在灯具中。
每个子系统所暴露的 ESD 事件和浪涌的能量水平决定了需要哪些保护器件来确保整体系统的可靠性。图 1 显示了子系统及其合适的保护装置的概述。
防止高能量浪涌
爱普科斯 (EPCOS) SIOV 压敏电阻长期以来一直是一般过压保护的首选解决方案。这些金属氧化物压敏电阻特别适合保护 LED 照明系统的电源免受高达 750 J 的较大能量浪涌的影响。新型 B20* 和 B25* 系列 SIOV 压敏电阻是专为满足浪涌保护而设计的保护组件。根据 ANSI/IEEE C62.41.2 和 DOE MSSLC LED 道路灯具模型规范，要求高达 10 kV/10 kA。这些系列包括组装在一个外壳中的三个或四个 SIOV 压敏电阻（图 2）。 B20* 和 B25* 系列目前的最大工作电压为 320V、420V 和 510V。
TDK 凭借其爱普科斯 (EPCOS) 浪涌放电器和压敏电阻成为全球市场领导者，其设计紧凑，可针对雷击浪涌和其他瞬变等特大 ESD 事件提供现阶段最可靠的保护。避雷器与压敏电阻相结合，提供了一种节省空间、具有最佳性能的集成解决方案。
爱普科斯 (EPCOS) ThermoFuse 压敏电阻T 系列由单个封装中的盘形压敏电阻与热耦合保险丝串联组成，可在功率输入级提供特殊保护。如果压敏电阻过热，封装在特殊塑料中的热熔断器会将压敏电阻与电源电路断开，从而防止火焰和烟雾产生。 T系列压敏电阻具有高达10,000 A的浪涌电流能力和2毫秒440 J的最大能量吸收能力。
低能量 ESD 保护 传统上，TVS 二极管用于保护电路免受低于 25 J 的 ESD 事件的影响。然而，对于微型尺寸和插入高度、宽温度范围内的可靠性能以及快速响应，ESD 保护要求变得越来越严格。响应时间。爱普科斯 (EPCOS) CeraDiode系列等多层压敏电阻与传统 TVS 二极管相比具有重要优势，并且日益成为该能量范围内 ESD 和浪涌保护的首选解决方案。 CeraDiodes 可以非常有效地使用，以满足与组件尺寸相关的吸收要求。
图 3：LED 驱动器的 ESD 保护
由于寄生电容极低，CeraDiodes 也是
用于控制灯具的数据线 ESD 保护的最佳选择。由于网络因物品被移动、停止服务或更换而重新配置的情况并不罕见，因此热插拔情况相当常见，这可能会导致 ESD 事件和峰值。需要在整个系统中使用 CeraDiodes 提供适当的 ESD 保护，以确保设备在其整个指定使用寿命内保持完整功能。
CeraDiode 具有单位体积/表面积的高能量吸收能力。其有效体积几乎是 TVS 二极管的三倍，仅为 30% 左右。因此，LED 照明设计人员可以使用更小的组件实现与 IEC 61000-4-2 相同的 ESD 保护和浪涌电流耐用性（图 4）。 CeraDiode 支持灯具制造商的小型化需求。外壳尺寸为 EIA 0201 和 0402 的 EPCOS CeraDiodes 非常适合保护 LED 引擎和 LED 照明装置阵列，并提供与占地面积更大的 TVS 二极管相同的保护。外壳尺寸 EIA 01005 的最新开发成果进一步小型化，适用于空间较小的应用，例如 LED 闪光灯。
鉴于ESD和瞬态干扰有多种不同形式，通常需要提供双向保护。作为压敏电阻，CeraDiode 在单个组件中提供双向保护，而 TVS 二极管本质上是单向的。因此，根据设计要求，可能有必要设计两个二极管来实现相同的保护。这使得 CeraDiode 在尺寸、成本和布局物流方面都具有优势。
CeraDiodes 在高达 85 °C 的温度下几乎无降额性能方面也具有优势。另一方面，TVS 二极管的降额在室温下就已经开始。因此，CeraDiodes 可确保 LED 电子器件能够在非常大的温度范围内可靠运行。这不仅有助于灯具设计师最大限度地减少所需空间，而且还有助于降低成本。特定的 CeraDiode 系列甚至具有高达 125°C 或更高的非降额特性。此外，CeraDiodes 还具有 <0.5 ns 的快速高响应时间和长使用寿命的高脉冲吸收能力。
有效的温度保护
由于 LED 需要恒定电流才能提供恒定的亮度，因此必须将其温度精确控制在狭窄的范围内。爱普科斯 (EPCOS) NTC 和 PTC 热敏电阻采用 SMD 封装，旨在保护 LED 阵列免遭过热，并控制其温度曲线，以实现最佳流明效率。这是通过自动调节 LED 电流来实现的。由于其全面的 ±1% 的窄公差和较短的响应时间，外壳尺寸为 EIA 0402 或 0603 的新型微型爱普科斯 (EPCOS) SMD NTC 热敏电阻可实现此目的所需的高精度测量。与智能电路一起，它们可以设计出有效的控制系统。专用 LED 样品套件可通过订购代码 B57999V3999J099 购买。爱普科斯 (EPCOS) SMD PTC 热敏电阻作为温度限制传感器代表了另一种简单、可靠且经济高效的过温保护方法。其外壳尺寸为 EIA 0402、0603 和 0805，其宽范围的 R/T 曲线以及 70°C 至 145°C 的传感温度使您可以轻松选择正确的器件。完整产品系列的样品可在样品套件中提供（订购代码 B59001Z999A99）。
在没有 IC 的更简单的 LED 驱动器设计中，还可以使用PTC 热敏电阻将其与 LED 串联，以减少高温下的 LED 正向电流（图 5）。对于此类应用，建议使用引线或大型 SMD PTC 热敏电阻（外壳尺寸 EIA 3225 或 4032）。
用于 LED 照明系统的广泛组件组合
LED 对降低室内和室外灯具的能耗做出了决定性的贡献。 LED 不仅比荧光灯和 HID 灯等传统照明光源消耗更少的电量，而且还具有更长的最大使用寿命 — 长达 80,000 小时，在理想条件下甚至更长。
因此，在LED灯的正常使用寿命期间，传统照明系统的灯必须更换多次。这意味着更低的维护成本和更低的整体系统运营成本。 LED 照明系统可靠性的主要威胁是：
ESD 事件，包括闪电
瞬态过流事件和浪涌
热插拔期间的电流和电压尖峰
反向电压效应
过温
因此，如果 LED 照明系统要像 LED 本身一样可靠且使用寿命长，则必须有效保护所有组件和子系统免受组装、维护和操作过程中遇到的这些危险。
LED照明系统的基本架构和必要的保护装置
LED照明系统架构
LED 灯具由 LED 引擎（LED 阵列、LED 驱动器和控制单元）、LED 电源和电网连接组成。公司和设施管理者越来越多地部署智能网络照明系统，以最大限度地提高照明效率和质量、确定灯具的状态并实现远程控制和维护。这意味着通信电源和接口也可以集成在灯具中。
每个子系统所暴露的 ESD 事件和浪涌的能量水平决定了需要哪些保护器件来确保整体系统的可靠性。图 1 显示了子系统及其合适的保护装置的概述。
防止高能量浪涌
爱普科斯 (EPCOS) SIOV 压敏电阻长期以来一直是一般过压保护的首选解决方案。这些金属氧化物压敏电阻特别适合保护 LED 照明系统的电源免受高达 750 J 的较大能量浪涌的影响。新型 B20* 和 B25* 系列 SIOV 压敏电阻是专为满足浪涌保护而设计的保护组件。根据 ANSI/IEEE C62.41.2 和 DOE MSSLC LED 道路灯具模型规范，要求高达 10 kV/10 kA。这些系列包括组装在一个外壳中的三个或四个 SIOV 压敏电阻（图 2）。 B20* 和 B25* 系列目前的最大工作电压为 320V、420V 和 510V。
用于电源保护的 EPCOS SIOV 压敏电阻
TDK 凭借其爱普科斯 (EPCOS) 浪涌放电器和压敏电阻成为全球市场领导者，其设计紧凑，可针对雷击浪涌和其他瞬变等特大 ESD 事件提供现阶段最可靠的保护。避雷器与压敏电阻相结合，提供了一种节省空间、具有最佳性能的集成解决方案。
爱普科斯 (EPCOS) ThermoFuse 压敏电阻T 系列由单个封装中的盘形压敏电阻与热耦合保险丝串联组成，可在功率输入级提供特殊保护。如果压敏电阻过热，封装在特殊塑料中的热熔断器会将压敏电阻与电源电路断开，从而防止火焰和烟雾产生。 T系列压敏电阻具有高达10,000 A的浪涌电流能力和2毫秒440 J的最大能量吸收能力。
低能量 ESD 保护 传统上，TVS 二极管用于保护电路免受低于 25 J 的 ESD 事件的影响。然而，对于微型尺寸和插入高度、宽温度范围内的可靠性能以及快速响应，ESD 保护要求变得越来越严格。响应时间。爱普科斯 (EPCOS) CeraDiode系列等多层压敏电阻与传统 TVS 二极管相比具有重要优势，并且日益成为该能量范围内 ESD 和浪涌保护的首选解决方案。 CeraDiodes 可以非常有效地使用，以满足与组件尺寸相关的吸收要求。
LED 引擎有许多可以想象的配置。它可以由多达数百个 LED 组成，这些 LED 可以串联、并联或两者组合连接（图 3）。串联连接的灯串存在一个风险，即一个 LED 发生故障将导致整个灯串发生故障，从而导致光显着减少。
图 3：LED 驱动器的 ESD 保护
由于寄生电容极低，CeraDiodes 也是
用于控制灯具的数据线 ESD 保护的最佳选择。由于网络因物品被移动、停止服务或更换而重新配置的情况并不罕见，因此热插拔情况相当常见，这可能会导致 ESD 事件和峰值。需要在整个系统中使用 CeraDiodes 提供适当的 ESD 保护，以确保设备在其整个指定使用寿命内保持完整功能。
CeraDiodes 与 TVS 二极管相比的优势
CeraDiode 具有单位体积/表面积的高能量吸收能力。其有效体积几乎是 TVS 二极管的三倍，仅为 30% 左右。因此，LED 照明设计人员可以使用更小的组件实现与 IEC 61000-4-2 相同的 ESD 保护和浪涌电流耐用性（图 4）。 CeraDiode 支持灯具制造商的小型化需求。外壳尺寸为 EIA 0201 和 0402 的 EPCOS CeraDiodes 非常适合保护 LED 引擎和 LED 照明装置阵列，并提供与占地面积更大的 TVS 二极管相同的保护。外壳尺寸 EIA 01005 的最新开发成果进一步小型化，适用于空间较小的应用，例如 LED 闪光灯。
鉴于ESD和瞬态干扰有多种不同形式，通常需要提供双向保护。作为压敏电阻，CeraDiode 在单个组件中提供双向保护，而 TVS 二极管本质上是单向的。因此，根据设计要求，可能有必要设计两个二极管来实现相同的保护。这使得 CeraDiode 在尺寸、成本和布局物流方面都具有优势。
无需 IC 的温度补偿 LED 驱动器
CeraDiodes 在高达 85 °C 的温度下几乎无降额性能方面也具有优势。另一方面，TVS 二极管的降额在室温下就已经开始。因此，CeraDiodes 可确保 LED 电子器件能够在非常大的温度范围内可靠运行。这不仅有助于灯具设计师最大限度地减少所需空间，而且还有助于降低成本。特定的 CeraDiode 系列甚至具有高达 125°C 或更高的非降额特性。此外，CeraDiodes 还具有 <0.5 ns 的快速高响应时间和长使用寿命的高脉冲吸收能力。
有效的温度保护
由于 LED 需要恒定电流才能提供恒定的亮度，因此必须将其温度精确控制在狭窄的范围内。爱普科斯 (EPCOS) NTC 和 PTC 热敏电阻采用 SMD 封装，旨在保护 LED 阵列免遭过热，并控制其温度曲线，以实现最佳流明效率。这是通过自动调节 LED 电流来实现的。由于其全面的 ±1% 的窄公差和较短的响应时间，外壳尺寸为 EIA 0402 或 0603 的新型微型爱普科斯 (EPCOS) SMD NTC 热敏电阻可实现此目的所需的高精度测量。与智能电路一起，它们可以设计出有效的控制系统。专用 LED 样品套件可通过订购代码 B57999V3999J099 购买。爱普科斯 (EPCOS) SMD PTC 热敏电阻作为温度限制传感器代表了另一种简单、可靠且经济高效的过温保护方法。其外壳尺寸为 EIA 0402、0603 和 0805，其宽范围的 R/T 曲线以及 70°C 至 145°C 的传感温度使您可以轻松选择正确的器件。完整产品系列的样品可在样品套件中提供（订购代码 B59001Z999A99）。
在没有 IC 的更简单的 LED 驱动器设计中，还可以使用PTC 热敏电阻将其与 LED 串联，以减少高温下的 LED 正向电流（图 5）。对于此类应用，建议使用引线或大型 SMD PTC 热敏电阻（外壳尺寸 EIA 3225 或 4032）。
用于 LED 照明系统的广泛组件组合
TDK 的完整保护器件系列辅以各种高性能 TDK 和 EPCOS 薄膜电容器、MLCC、电感器和变压器，可帮助设计出适用于室内和室外 LED 照明系统的紧凑、可靠且长寿命的灯具。
相关文章
发表评论