基于一種高可靠性低維修率的戶外LED照明保護設(shè)計

隨著LED成本的不斷下降，以及各國政府對節(jié)能環(huán)保的日益重視，LED燈的市場前景變得越來越廣闊。高亮度LED燈已經(jīng)出現(xiàn)在各種各樣場合，從戶外廣告牌、電視LED背光燈到交通信號燈、機場跑道導(dǎo)航燈等等。LED燈的優(yōu)勢也表現(xiàn)得尤為突出，例如長壽命、高能效以及豐富的色彩。

　　然而，LED燈設(shè)計師必須首要考慮的還是燈的可靠性問題。對很多場合而言，可靠性的重要性不言而喻：例如一些維護成本交高的戶外照明，以及一些極易產(chǎn)生安全隱患的應(yīng)用，包括交通燈、導(dǎo)航燈等。LED是也一種脆弱的半導(dǎo)體固態(tài)器件。它的發(fā)光原理是二極管的PN結(jié)正向電壓偏置產(chǎn)生光源。LED陣列和電源都面臨著被瞬態(tài)電壓、浪涌電流和其它電子問題破壞的風(fēng)險。 特別是在戶外照明應(yīng)用，由于臨近的雷擊所產(chǎn)生的靜電釋放（ESD）很容易會引起LED故障。作為全球領(lǐng)先的保護器件生產(chǎn)商和方案提供商，Littelfuse有廣泛可選的產(chǎn)品，針對以上威脅源，能夠提供高性能的LED保護方案。

　　電源部分的保護方案

　　在開關(guān)電源部分，LF推薦的過流和過壓保護方案如下：

　　TVS管

　　AK6和AK10系列是具有極高額定電流的瞬態(tài)電壓抑制器（TVS），特別為保護AC和DC輸入電路免受瞬態(tài)電壓損壞而設(shè)計，其額定值為6kA（8x20us）和10kA（8x20us）；15KPA和30KPA是額定值分別為15，000 W和30，000 W的TVS，它們都是針對保護惡劣環(huán)境下LED照明的理想應(yīng)用。1.5SMC系列是額定值為1500W的TVS，它是保護DC-DC轉(zhuǎn)換器免受瞬態(tài)電壓破壞的理想選擇。

　　TMOV熱保護壓敏電阻

　　TMOV集成了熱敏組件，有助于TVSS模塊利用適當?shù)耐鈿?，在電纜連接和永久連接應(yīng)用方面符合UL1449標準。TMOV提供比大多數(shù)分立式解決方案更快速的熱響應(yīng)和較低的電感，取得提高了的箝位性能，從而快速響應(yīng)電壓瞬變。

　　隨著LED成本的不斷下降，以及各國政府對節(jié)能環(huán)保的日益重視，LED燈的市場前景變得越來越廣闊。高亮度LED燈已經(jīng)出現(xiàn)在各種各樣場合，從戶外廣告牌、電視LED背光燈到交通信號燈、機場跑道導(dǎo)航燈等等。LED燈的優(yōu)勢也表現(xiàn)得尤為突出，例如長壽命、高能效以及豐富的色彩。

　　然而，LED燈設(shè)計師必須首要考慮的還是燈的可靠性問題。對很多場合而言，可靠性的重要性不言而喻：例如一些維護成本交高的戶外照明，以及一些極易產(chǎn)生安全隱患的應(yīng)用，包括交通燈、導(dǎo)航燈等。LED是也一種脆弱的半導(dǎo)體固態(tài)器件。它的發(fā)光原理是二極管的PN結(jié)正向電壓偏置產(chǎn)生光源。LED陣列和電源都面臨著被瞬態(tài)電壓、浪涌電流和其它電子問題破壞的風(fēng)險。 特別是在戶外照明應(yīng)用，由于臨近的雷擊所產(chǎn)生的靜電釋放（ESD）很容易會引起LED故障。作為全球領(lǐng)先的保護器件生產(chǎn)商和方案提供商，Littelfuse有廣泛可選的產(chǎn)品，針對以上威脅源，能夠提供高性能的LED保護方案。

　　電源部分的保護方案

　　在開關(guān)電源部分，LF推薦的過流和過壓保護方案如下：

TVS管

　　AK6和AK10系列是具有極高額定電流的瞬態(tài)電壓抑制器（TVS），特別為保護AC和DC輸入電路免受瞬態(tài)電壓損壞而設(shè)計，其額定值為6kA（8x20us）和10kA（8x20us）；15KPA和30KPA是額定值分別為15，000 W和30，000 W的TVS，它們都是針對保護惡劣環(huán)境下LED照明的理想應(yīng)用。1.5SMC系列是額定值為1500W的TVS，它是保護DC-DC轉(zhuǎn)換器免受瞬態(tài)電壓破壞的理想選擇。

　　TMOV熱保護壓敏電阻

　　TMOV集成了熱敏組件，有助于TVSS模塊利用適當?shù)耐鈿?，在電纜連接和永久連接應(yīng)用方面符合UL1449標準。TMOV提供比大多數(shù)分立式解決方案更快速的熱響應(yīng)和較低的電感，取得提高了的箝位性能，從而快速響應(yīng)電壓瞬變。

　　Fuse保險絲

　　AC線保險絲選用464系列，它提供了最小化、快速響應(yīng)的表面貼裝型250VAC保險絲，符合IEC60127-4標準，464特別針對電源和照明系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用而設(shè)計。

　　高壓直流保險絲選用477或505系列，這兩個系列都面向高能量和電源應(yīng)用設(shè)計，477系列提供用于400VDC/500VDC額定電壓、延時、抗浪涌保險絲，采用5x20mm封裝；505系列提供500VAC/VDC額定電壓的保險絲，其斷流上限額定值高達50kA，采用6.3 x 32mm封裝。

　　LED陣列部分保護方案：PLED開路保護器

　　以上方案能夠有效的應(yīng)對電源部分產(chǎn)生的浪涌威脅，保護LED免受損壞。但是我們都知道，LED燈等通常由一定數(shù)量的LED管串接或并聯(lián)組成陣列，單個LED損壞會造成的整個LED陣列的停止工作。傳統(tǒng)的fuse、MOV、TVS并不能保障此類問題。因此在LED陣列端，LF專門為LED開路研制了PLED LED開路保護器，如圖所示：

　　高可靠性低維修率的戶外LED照明保護設(shè)計

　　PLED LED開路保護器

　　PLED系列產(chǎn)品是一種電壓觸發(fā)開關(guān)導(dǎo)通元件，使用時作為旁路與LED燈串接在電路中。當LED開路時，電壓全部降落到PLED上。于是，PLED被激活導(dǎo)通，這一分流路徑旁路了開路的LED，并允許電流流入串聯(lián)電路中的其它LED，從而消除了因某個LED損壞所帶來的影響，提高了LED照明設(shè)計的穩(wěn)定性。PLED最多可以同時保護4顆高亮LED，以更低的成本方案提供強勁的保護，主要適用于1W、2W、3W等高亮LED燈，最大通流達1000mA。

　　相對于傳統(tǒng)的LED保護方案，Littelfuse的PLED器件能夠提供一個更為簡單和經(jīng)濟的電路設(shè)計，其特點和優(yōu)勢包括：

　　1、當一個LED損壞時保障整個LED燈串繼續(xù)工作

　　2、可采用DO-214AA，芯片級QFN和Powermite封裝

　　3、可以保護最多4顆高亮LED管，以更低的成本提供強勁的保障

　　4、二合一的保護（開路故障保護，以及額外的浪涌和ESD保護）

　　5、保護動作時不會對電源造成任何負面影響

　　6、反接保護功能

　　7、可以與10KHz的PWN調(diào)光速度兼容

　　8、在LED開路恢復(fù)后自動復(fù)位

　　結(jié)束語

　　Littelfuse高可靠性、低維修率的戶外LED照明整體保護解決方案大大降低了LED燈的維護成本，延長了使用壽命，提升了產(chǎn)品的品牌價值。亞訊科技（Asiacom）作為Littelfuse中國本土最大的代理商，竭誠為客戶提供最周到的技術(shù)支持和供貨服務(wù)，為中國LED燈具生產(chǎn)制造商創(chuàng)造更多價值。