本應(yīng)用筆記介紹了 PolyZen 設(shè)備在 LED 應(yīng)用中保護(hù) EOS 的功能。這篇文章指出，PolyZen 設(shè)備可以幫助降低 EOS 能量水平，降低復(fù)雜性和成本，提供多功能可復(fù)位保護(hù)，提供節(jié)省空間和成本的替代方案。

隨著當(dāng)今對(duì)提高節(jié)能和降低功耗的需求不斷增長(zhǎng)，發(fā)光二極管（或 LED）已成為下一代照明應(yīng)用的首選解決方案。因此，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注防止 EOS（電氣過(guò)應(yīng)力）事件造成的損壞，EOS 事件具體指 LED 應(yīng)用可能受到的任何不良電壓、電流或功率。

當(dāng) EOS 事件超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范的最大要求時(shí)，LED 應(yīng)用很容易受到損壞。EOS 事件通常是短暫的；這意味著它們發(fā)生的時(shí)間很短，通常不到一秒，并且通常被稱(chēng)為尖峰（例如，電流尖峰或電壓尖峰）。但是，EOS 事件可以是永久性的，例如將電池向后插入電池供電的 LED 手電筒。任何單個(gè) EOS 事件，無(wú)論持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，或任何數(shù)量的事件，都有可能對(duì) LED 造成損壞。這種損壞可以表現(xiàn)為立即故障或在 EOS 事件后數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)生的故障。

PolyZen 集成方法

PolyZen 器件集成了一個(gè)精密齊納二極管和一個(gè) PolySwitch PPTC（聚合物正溫度系數(shù)）器件，它們是熱鍵合的。本質(zhì)上，PolyZen 器件提供了一個(gè)熱保護(hù)齊納二極管，在單個(gè)封裝中提供了多種優(yōu)勢(shì)。PolyZen 系列產(chǎn)品包括兩個(gè)設(shè)備系列，部件號(hào)以“LS”和/或“CE”結(jié)尾。每個(gè)系列都提供不同齊納電壓 (Vz)、PPTC 保持電流 (IHOLD) 和輸入電壓額定值 (Vintmax – 稱(chēng)為 VIN) 選項(xiàng)的組合。這一系列選項(xiàng)為設(shè)計(jì)人員提供了多種器件，可用于需要過(guò)流/過(guò)壓保護(hù)的各種實(shí)際應(yīng)用。PolyZen 產(chǎn)品示意圖和相關(guān)術(shù)語(yǔ)定義如圖 1 所示。

PolyZen 產(chǎn)品示意圖及相關(guān)術(shù)語(yǔ)定義

PolyZen 設(shè)備可用于空間受限的設(shè)計(jì)。它們的熱保護(hù)精密齊納二極管可以幫助保護(hù)電子設(shè)備免受電壓瞬變、反向偏置??、過(guò)流和電源使用不當(dāng)引起的故障。主要優(yōu)勢(shì)包括多個(gè)器件的可用性、小尺寸、單個(gè)表面貼裝組件、可重置性以及提供超越分立器件性能的多功能保護(hù)。

PolyZen 設(shè)備：工作原理

當(dāng)使用 PolyZen 器件的應(yīng)用中發(fā)生過(guò)壓故障時(shí)，器件的齊納二極管和 PPTC 協(xié)同工作以幫助提供保護(hù)。發(fā)生保護(hù)是因?yàn)楫?dāng)齊納二極管接近鉗位電壓時(shí)，流經(jīng)齊納二極管的電流會(huì)導(dǎo)致其溫度升高。由于 PPTC 是熱粘合的，它也暴露在溫度升高的環(huán)境中。這會(huì)導(dǎo)致它跳閘或進(jìn)入高阻狀態(tài)。設(shè)備的 IOUT 和 IFLT 將大大降低，不僅保護(hù) PolyZen 設(shè)備，還保護(hù)下游電子設(shè)備。

過(guò)壓故障保護(hù)在齊納鉗位時(shí)發(fā)生，無(wú)論二極管是正向偏置還是反向偏置。TE 電路保護(hù)在 PolyZen 設(shè)備中利用精密齊納二極管，因?yàn)樗试S電流在任一方向流動(dòng)。

通用 PolyZen 設(shè)備的應(yīng)用框圖如圖 2 所示。

PolyZen 設(shè)備典型應(yīng)用框圖

圖 3 顯示了特定 PolyZen 器件的典型故障響應(yīng)。在此示例中，PolyZen 器件（部件號(hào)ZEN056V130A24CE）集成了一個(gè) 5.6V 齊納二極管 (Vz)、一個(gè) 1.3A IHOLD PPTC 和一個(gè) 24V VIN（指定作為 Vintmax 但縮短為 VIN）。VIN 連接到 24V、10A 限流電源且 IOUT=0。當(dāng)故障電流在 24V 過(guò)壓 (VIN) 故障下通過(guò)系統(tǒng)時(shí)，PolyZen 器件的精密齊納二極管將輸出電壓鉗位在齊納鉗位電壓 Vz (~5.6V) 以保護(hù)負(fù)載電路。同時(shí)，PPTC 器件跳閘，切斷電流以幫助保護(hù)齊納二極管以及整個(gè)電路。

PolyZen 設(shè)備的典型故障響應(yīng)

LED應(yīng)用中的EOS故障

LED 應(yīng)用中 EOS 故障的典型情況是電源輸出不穩(wěn)定、過(guò)壓/過(guò)流條件產(chǎn)生的噪聲、組件退化以及熱插拔應(yīng)用中的電流浪涌。

如前所述，EOS 故障通常是暫時(shí)的，但也可能是永久性的?；旧希?dāng)電壓或電流尖峰（即 EOS 故障）的能量超過(guò) LED 的指定設(shè)計(jì)值時(shí)，就會(huì)損壞 LED。EOS 故障會(huì)導(dǎo)致 LED 立即損壞，或者在某些情況下，僅在 EOS 事件存在一段時(shí)間后才會(huì)導(dǎo)致故障。

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