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自恢复保险丝LED照明过流保护和热管理系统应用

发布时间:2015-08-05   点击率:1480
LED技术已经取得了飞速发展,而芯片设计和材料的改进促进了更亮、更耐用光源的开发,光源应用范围日益扩大。节能意识的不断增强也加速了LED照明技术的普及。如今,LED灯凭借以下优势正在迅速取代传统照明方式:
1.能耗低,新型灯泡的功耗范围从0.83瓦到7.3瓦;
2.寿命长,LED灯泡可使用5万小时;
3.LED灯泡耐热、抗震,即开即用,非常适合需要频繁开关操作的应用场合;
4.有助于满足安全和绿色倡议;
5.LED灯泡摸上去不烫手,不含汞;
6.可充分调光,调光时,LED灯泡不会变色,而白炽灯在调光时会发黄;
7.无频率干扰,不会干扰无线电和电视信号的镇流电阻器。
虽然这项技术正在不断普及,但LED照明厂家仍须继续攻克LED光源热敏感性强的难题。热量过多或应用不当都会使LED光源的性能大打折扣。
导热性能比较 :使用一个60W白炽灯泡的灯具大约产生900流明照度,必须通过传导耗散3瓦热量 。使用典型直流LED作为光源达到相同的900流明照度只需要12个LED。假设VF(正向电压)为3.2V,电流为350mA,该灯具的输入功率可按下式计算: 功率P = 12×3.2V×350mA = 13.4W。在这种情况下,约20%输入功率转换为光,80%则转换为热。这取决于多种因素,发热可能与底层不规则以及声子发射、密封和材料等有关。
在LED产生的总热量中,有90%通过传导传输。为耗散来自LED结的热量,传导是导热的主要通道,因为对流和辐射仅占全部热传输的约10%。比如,一个LED可能转换近10.72瓦热量(13.4×0.8)。其中,9.648瓦(10.72×0.9)通过传导从LED结传输或迁移。
显然,LED光源需要精确的功率和热管理系统,因为与其他光源相比,提供给LED的电能大部分转换为热量。如果没有适当的热管理,这种热量会影响LED寿命和色彩输出。同时,由于LED驱动装置属于硅器件,它们很快就会失效。这说明必须要配备故障安全备用过流保护装置。大量实验说明,华巨电子自恢复保险丝在LED过流保护中具有特别优势。
结温效应
LED的光学性能因温度不同而呈现明显的差别。LED的发光量随结温升高而减少,对某些技术而言,发射波长也会随温度而变化。如果不对驱动电流和结温加以适当控制,LED效率会迅速下降,造成亮度减弱、寿命缩短。 与结温有关的另一个LED特性是正向电压。如果仅使用一个简单的偏压电阻器控制驱动电流,VF将随温度升高而下降,驱动电流增大。这会导致热崩溃,尤其是对大功率LED,并造成元件失效。常见的做法是通过把LED安装在金属芯PCB上加速导热,从而控制结温,但整灯的内外温度差别较大,UL8750规定外表温度不能超过60度,内部不能超过90度,要达到这个目的,最简单有效的方法是选择一颗华巨电子自恢复保险丝即可。
电线耦合瞬态和涌流也会减少LED寿命,许多LED驱动装置很容易因直流电压和极性错误而受损。LED驱动装置的输出也会因短 路而受损或毁坏。多数LED驱动装置含有内置安全功能,包括热关机以及LED开路和短路检测。但是,要保护集成电路(IC)和其他敏感电子元件,可能需要额外的过流保护器件,华巨电子自恢复保险丝成为首选。
LED驱动装置输入及输出保护:
LED是通过恒定电流驱动的,其正向电压介于不到2V到4.5V之间,与颜色和电流有关。老式设计依靠简单电阻器限制LED驱动电流,但是基于厂家规定的典型正向压降设计LED电路会导致LED驱动装置过热。
当经过LED的正向压降下降到大大低于典型规定值的水平时,可能会出现这种情况。在这类事件中,经过LED驱动装置的电压升高可能导致来自驱动装置封装的总功率耗散更高,因此对性能或寿命产生不利影响。
目前,多数LED应用利用功率转换和控制器件连接各种功率源,如交流电线、太阳能电池板或电池,来控制LED驱动装置的功率 耗散。对这些接口加以保护,防止它们因过流和过温而受损,常常用到具有可复位能力的聚合物正温度系数热敏电阻(华巨电子)器件。可防止因电气短路、电路过载或用户误操作而受损。

华巨电子热敏电阻也可以放置在MOV之后。许多设备厂家首选保护电路与带上游故障安全保护的可复位华巨电子热敏电阻器件组合。

华巨电子自恢复保险丝厂家:www.pptcfuse.com

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