圖1框圖也適應于典型的交流電源供電的LED燈泡,不過少用了一些保護元件而已,它們和更大、更昂貴的工業(yè)燈具相比有相同的工作電路,但電路保護的驅動因素和風險因素則有很大不同。
LED燈泡很少帶有保修,主要靠價格來競爭。因此,設計者的壓力主要來自成本降低,而保護電路常是被削減用于降低成本的對象,因為它不是燈泡的必需功能。防火安全有時僅通過使用較薄的電路板走線來完成,這種做法被戲稱為“窮人的保險”。這樣做可以滿足元件短路或開路時的安全性測試,但輸入級電解電容漏液時它們不會中斷過載條件。由此產生的故障模式很可能出現可怕的煙霧和臭氣。唯一真正的解決方案是使用貨真價實的保險絲。
如同工業(yè)照明的保護電路一樣,它們需要在輸入端加入一個MOV器件,因為這些耐壓電子元件的利潤率比有價格競爭力的商品要小得多??臻g限制和預算問題將很可能導致采用一個更小的MOV器件。較小的MOV器件保護效果不太好,但總比沒有強。沒有任何保障措施可能在首次雷電時導致燈泡失效。購買LED燈泡后,如果初次體驗太差,消費者可能會更換別的品牌。
AC輸入LED作業(yè)燈
白熾燈是懸浮的燈絲向外輻射光線,為將光線重定向到一個特定方向和光束模式,白熾燈的設計師花費了大量的時間和精力。 而LED照明的一個先天優(yōu)勢是表面發(fā)射的LED光定向性很強——因此它們更適合臺下照明和桌面照明。通常LED集成到燈具中,因此沒有可更換零件。圖1框圖再次適用上述應用。一個MOV器件再次成為AC輸入的保障,通常其大小則取決于總設計成本。因此,更昂貴的燈具將配備一個更大、更有效的MOV器件。
作業(yè)照明的一個重要特征是,它可以拔出且方便便攜,因為一般外殼是塑料材料,不易排除靜電,因此ESD是潛在的問題。最脆弱的部件是LED本身(盡管并非總是如此),但IC等電子元件通常由PCB控制器上的各類部件保護。一個可能的災難場景是,有人決定在鋪設地毯的房間中將LED臺燈從一邊移動到另一邊。將其拔出,抓住其發(fā)光端,走過地毯,當用戶將其再次插入開關時,在路徑上積累的靜電便通過手掌,穿過LED,通過驅動器電子電路,再經過電源線回到地面。(“說實話!它在那邊時還能工作,但到這里時已經壞掉了!”)ESD保護是這些LED設計勝出的關鍵。
指示燈
或許您會辯解說使用LED作為指示燈并非真正的照明應用。但現在許多裝修的房子中,夜燈已經完全被一排排LED指示燈所取代——尤其是現在大量的電子設備使用LED來指示電源的關閉狀態(tài)!對于LED指示燈,需要采用一個直流電路,通過一個簡單的電阻使用一個固定的直流電壓源將LED驅動到一個適當的電流。盡管不是特別省電,但也只有2-10毫瓦。最關鍵的是,這些指示燈有時放置在控制面板的前面,有時則在控制按鈕里邊——使它們成為ESD首要保護對象。有些LED燈配備了ESD抑制器——但很多則沒有,因此需要好好的檢查數據手冊。
汽車照明
LED特別適合汽車應用:
?LED通過低壓直流電流驅動——因此僅需要一個簡單的DC-DC轉換器。因為不需要輸入/輸出隔離,因此通常選擇降壓轉換器。
?LED是固態(tài)燈具,它們在劇烈振動環(huán)境中更可靠。
?LED的照明效率有助于降低汽車電子系統(tǒng)需求,而目前它們已經非常龐大且相當復雜。
一次故障或事故后,LED燈具仍需要更換;因此它們仍采取了燈泡的外形——有時和驅動電子元件集成在一起裝入燈泡中。這使得它們成為交流LED可更換燈泡的直流輸入版本。不過,因為缺乏交流輸入電路,這些汽車燈泡需要輸入端的ESD保護。
此外,還需要考慮反向極性保護,因為可能被反裝或因為不正確的快速啟動程序導致整個車輛出現瞬間反向驅動電壓。注意單向TVS二極管可自動提供反向極性保護。
最后,車輛系統(tǒng)的直流電壓可能不如您所期望的那樣穩(wěn)定。瞬態(tài)過壓系統(tǒng)的激發(fā)條件需要有浪涌存在,往往是因為突然關閉除霜或者座椅電機等大負載。照明系統(tǒng)必須能夠承受這樣的過壓。 TVS二極管是典型的解決方案。對持續(xù)過壓狀況,通常采用可復位的PTC設備與TVS二極管相結合。TE Connectivity提供PolyZen產品線用于電路保護,熱整合了TVS和PTC器件,在給定的工作電壓和電流下生成預匹配的保護方案。在幾種模式下,汽車的電壓和電流工作地很好,也同樣適用于其它一些電子應用。
圖2顯示了汽車電路保護裝置的典型配置
綜上所述,電路保護是好設計的一個保險措施。通過省掉它來降低成本的做法可能會導致產品壽命縮短并影響產品聲譽。如果做好保護,LED的壽命將很長。要考慮的最后一個因素是確保采用正品電路保護器件。貿澤是電子元件授權分銷商,這意味存在嚴格的程序確保原始來源純正的部件,而且貿澤電子有一大堆正版電路保護元件可供選擇。設計時考慮電路保護,您就可以做出持久的設計來。
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