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LED的EOS防护方案详细分析

发布时间:2021-06-11 发布时间:
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随着LED技术的成熟,LED照明的使用变得越来越广泛,例如用于手机的LED闪光灯,LED家用灯,汽车的LED前灯和尾灯等。但是如何有效地延长LED的使用寿命,也许您并不是特别清楚。今天,我们的主题集中于如何有效保护LED免受过度电应力(EOS)的影响之间的差异。

EOS是Electrical Over Stress的缩写,是指所有过大的电应力。 EOS冲击意味着,当施加到电子组件的电流或电压超过组件的最大设计规格时,组件的性能将被削弱甚至被直接破坏。

EOS容易损坏LED设备。这种损坏有时会直接损坏设备并导致故障,有时在EOS发生一段时间后可能会发生故障。在热插拔应用中,电源输出质量的不稳定,各种过压和过流的噪声以及浪涌电流现象都是可能导致EOS故障的因素。这种EOS现象是短期过载。在短时间内(通常在一秒钟内),LED会受到峰值电压或峰值电流的影响,并且该电压或电流的能量会超过LED的设计额定值,从而损坏LED器件。

在简要介绍了LED EOS问题之后,让我们看一下解决方案。保护LED免受EOS损害的保护方案基本上是将EOS产生的瞬态电压钳制在器件可以承受的范围内。从理论上讲,消除这种瞬态电压的最佳保护器件是电容器,它可以很好地吸收瞬态电压。但是,在实际应用中,由于电容器的高温寿命和大体积等因素,实际上并不是一个好的解决方案。

因此,大多数工程师在解决此问题时倾向于使用TVS稳压器进行保护,但是在选择TVS管时,必须考虑TVS管可以承受的最大功率。由于EOS冲击的瞬态能量的不确定性如果您想完全承受所有EOS冲击的瞬态能量,则需要选择相对昂贵的大功率TVS管,这对于产品工程师来说通常是不愿意的。当时,如果由于成本问题选择功率较小的TVS管,在实际应用中,如果能量EOS冲击较大,可能会削弱甚至损坏TVS管的保护功能。如果TVS管损坏,则后续的EOS将直接撞击LED,从而损坏LED。此外,TVS管的钳位电压的精确度也将直接影响EOS冲击对后续LED的影响,因为跨LED的电压升高将立即显示为流过LED的电流增加。

另一个解决方案是使用TE的PolyZen系列组件,该组件可有效减少EOS入侵并提高产品可靠性。 TE电路保护部的PolyZen产品是一种独立的表面安装器件,集成了用于选择齐纳电压(Vz)的精密齐纳二极管(Vz)和PolySwitch聚合物正温度系数(PPTC)器件。产品原理如图1所示。PolyZen系列适用于空间狭小,紧凑的环境。它使用具有热保护功能的齐纳二极管来帮助保护电子产品,使其免受电压瞬变,反向偏置和不正确的电源使用引起的故障的影响。如图2所示,Polyzen产品的典型应用框图。在故障状态下,精密的齐纳二极管可以快速有效地钳位电压并分流故障电流,然后PolySwitch PPTC组件可以快速关闭多余的电流,以帮助保护齐纳二极管和下游电子组件。

  

图1:Polyzen产品示意图

  

图2:Polyzen产品的典型应用

PolyZen产品的典型故障响应如图3所示。该图选择了集成了5.6V齐纳电压的PolyZen器件。在24V过压条件(Vin)下,系统具有10A的故障电流(Iflt)。PolyZen器件中的精密齐纳二极管可以快速将输出电压(Vout)钳位在5.6V附近,从而保护了负载电路。同时,器件中的PPTC可以快速切断电流,并长时间保护齐纳二极管和整个电路。 。

  

图3:Polyzen产品的典型故障响应

当将PolyZende产品用于LED EOS保护电路时,不仅可以将EOS瞬态电压快速钳位在安全电压以下,而且当EOS的冲击能量很大时,PolyZen器件内部的齐纳二极管将促进PPTC动作以保护电路。齐纳二极管本身和后续电路。在某些不能因故障而丢失的LED照明系统中,PPTC比其他过流保护设备要好,因为PPTC仍可以使LED在保护状态下发光,但不会损坏LED。而且,集成在PolyZen器件中的齐纳二极管的钳位电压精度非常高,可以在安全范围内准确钳位电压。因此,与TVS管的EOS保护方案相比,PolyZen器件具有更多优势。

PolyZen系列组件是集成的过电压和过电流保护设备,具有超薄外形和强大的电路保护功能,可帮助保护敏感的电子产品并避免由于过电压和过电流故障而导致昂贵的产品。返工和保修问题。 PolyZen系列产品为电路板设计人员提供了方便的过压和过流保护器件,因此他们不再需要花费大量时间来集成和测试效率低下的分立器件和更昂贵的IC解决方案。

现在,PolyZen系列产品已将齐纳二极管和PPTC集成在一起,以方便实际应用选择。它的小尺寸,独立安装和通用保护已成为一种创新的解决方案,在过流和过压保护应用中具有显着的性能和价格优势,超过了使用保险丝,齐纳二极管和其他无源元件分立解决方案的范围。



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