PPTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲保護(hù)大功率LED的方法
時(shí)間：2024-04-09 丨 預(yù)覽：964 人次理論和實(shí)踐都證明，LED的性能和壽命與LED的PN結(jié)工作溫度密切相關(guān)。LED芯片結(jié)溫上升10℃，光通量就會(huì)下降1%，LED壽命就下降50%，過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱都會(huì)顯著減小LED的發(fā)光性能和使用壽命。所以除了良好的散熱設(shè)計(jì)，還需要考慮安全可靠的過(guò)熱保護(hù)。
通常，對(duì)于LED來(lái)看，大約20%的輸入功率被轉(zhuǎn)換成光，80%被轉(zhuǎn)換成熱。它取決于很多因素，發(fā)熱可能與底層的不規(guī)則性、聲子發(fā)射、密封、材料等有關(guān)。在LED產(chǎn)生的總熱量有90%是通過(guò)傳導(dǎo)傳遞的。要把LED結(jié)的熱量散掉，傳導(dǎo)是熱傳導(dǎo)的主要渠道，因?yàn)閷?duì)流和輻射只占全熱傳輸?shù)?0%左右。
顯然，LED光源需要精確的功率和熱管理系統(tǒng)，因?yàn)榕c其他光源相比，供應(yīng)給LED的大部分電能都轉(zhuǎn)化為熱量。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)臒崃抗芾?，這些熱量將會(huì)影響LED的壽命和色彩輸出。同時(shí)，由于LED驅(qū)動(dòng)器是屬于硅器件，很快就會(huì)失效。這表明需要配備故障安全備用過(guò)電流保護(hù)裝置。
那么，為什么成功的大功率LED照明設(shè)計(jì)離不開(kāi)PPTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲呢？很多人認(rèn)為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器本身就可以提供過(guò)流過(guò)熱保護(hù)功能，沒(méi)必要在外面再加一個(gè)PPTC器件，因?yàn)檫@樣會(huì)增加額外的成本。但這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，許多LED驅(qū)動(dòng)器很容易被DC電壓和極性誤差損壞。LED驅(qū)動(dòng)器的輸出也會(huì)因短路而損壞或毀壞。雖然大多數(shù)LED驅(qū)動(dòng)器包含內(nèi)置安全功能，包括熱關(guān)機(jī)和LED開(kāi)路和短路檢查。然而，為了保護(hù)集成電路（IC）和其他敏感的電子元件，可能需要額外的過(guò)流保護(hù)裝置。因此，只有PPTC是防止大功率LED過(guò)熱損壞的合適的解決方案。
為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，我們先來(lái)看看一個(gè)典型的LED驅(qū)動(dòng)器能提供哪些保護(hù)功能。大多數(shù)大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)器可以提供的典型保護(hù)特性包括：熱關(guān)斷保護(hù)、過(guò)壓/過(guò)流比較器、大電流MOSFET、電流大小調(diào)節(jié)、某一級(jí)別的ESD保護(hù)。但其熱關(guān)斷特性只是一種自我保護(hù)功能，很難應(yīng)用于LED過(guò)熱設(shè)計(jì)保護(hù)。其過(guò)壓/過(guò)流保護(hù)特性需要外部過(guò)壓保護(hù)電路，關(guān)閉電源可能會(huì)導(dǎo)致其他問(wèn)題。大電流MOSFET的失效模式通常是短路，這是一個(gè)潛在的不安全因素。實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光的電流調(diào)節(jié)特性可能導(dǎo)致LED溫度過(guò)高的問(wèn)題。
然而，PPTC保護(hù)大功率LED的理念是不同的，它具有以下四個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：
1）PPTC的典型故障模式是高阻抗，因此LED即使在故障狀態(tài)下也是安全的。
2）PPTC可以直接測(cè)量LED的溫度，因此可以得到貼身保護(hù)。
3）PPTC可以防止過(guò)溫、過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)功能。它使用起來(lái)很簡(jiǎn)單，不需要外部電路。LED即使在保護(hù)狀態(tài)下也能正常工作。
4）允許設(shè)計(jì)師以更低的成本實(shí)現(xiàn)調(diào)光設(shè)計(jì)，而不用擔(dān)心安全問(wèn)題。
因此，只有在LED驅(qū)動(dòng)器外部的PPTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲才能實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的安全性，滿足較嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)并實(shí)現(xiàn)減少成本。