如何优化串联LED照明电路保护设计
2013-12-26 10:31:15 来源:http://ic.big-bit.com/ 点击:1012
【哔哥哔特导读】LED极易受到ESD、机械冲击、雷电等的威胁,尤其对于LED串而言,如果其中一个LED出现故障,将会严重影响其他LED的使用,因此,为保证整个LED组件长期可靠地运行,我们来看看该如何优化串联LED照明电路保护设计?
发光二极管(LED)是一种易碎的装置,容易受到热、机械冲击、静电放电及闪电的威胁,特别是在室外应用时。由于照明及背光显示的LED灯串使用的增加,需要研发工程师对$LED串的可靠性给予更多关注。高亮度的LED,因其蓝宝石基板,对邻近的雷击闪电攻击造成的电压瞬变非常敏感。即使是在家庭应用,LED串仍需要静电放电(ESD)保护装置,以确保整个组件长期、可靠的运行。在缺少这种保护的条件下,如果串联中的一个LED出现故障,并断开电路,所有其他的LED灯将关闭。
LED照明系统保护
很多的保护装置可以用于电源与LED驱动,且有许多出版物可以对选择提供指导。图1中的电路是演示LED路灯照明系统中的开关电源保护的举例。在该电路中,交流电熔断器提供了基本的防火保护,以应对可能造成过流条件的主要系统故障,但是必须能够容忍3KA至6KA以上的浪涌,而不出现断路。在下游组件出现故障的情况下,直流熔断器可用于直流-直流转换器或$LED驱动电路中的快速过流保护。
图1:LED街道照明电路举例,包括与开关电源(SMPS)相关的保护装置
在电路的交流电输入侧,还需要处理过压事件与电压瞬变。它们通常是由附近的雷击造成的,但也可能通过电力线上的瞬间状态变化产生。用于过压条件的典型保护装置是金属氧化物压敏电阻(MOV),可以与瞬态电压抑制器(TVS)相结合。用于电源保护的电路还需要与地面隔离,防止可能的电击危险(这些规格都包含在IEC/UL60950-1,UL1449与IEC/UL6500)。图2显示了达到这些要求的解决方案。该设计结合了含有瞬态电压抑制器的金属氧化物压敏电阻。
图2:用于LED照明的电源输入过压保护方案举例
此外,也应考虑把过压保护用于$LED驱动芯片。适当的去耦电容器,连同为线路驱动器额定电源电压的TVS装置,将提供一个非常稳定的设计。一些LED驱动器制造商把感知开路LED串的电路列入,但该电路不应与保护串的电路相混淆,或如果LED出现故障,要保持LED串处于运行状态。
单个LED保护
LED串内部(图3)的旁路保护装置,可以使该串在单个LED出现故障断开时,继续运行。通过限制整个LED串上的任何过剩电流或电压,有助于保护$LED驱动器。
图3:LED串内部的旁路保护装置
使用适当旁路保护装置保护LED串中的单个LED,不仅能够保持LED串仍旧能够照明,而且也有助于保护LED驱动器免受过电流与过电压(可能因LED故障造成)。
当提到保护单个LED时,在LED串内部需要安装串联电路的支路,选择正确的保护装置是至关重要的。这要求理解潜在的LED故障机理及不同类型保护装置的工作原理。这种理解有助于电路设计者选择合适的装置,包括有一个LED因断路原因出现故障时,能够保持系列LED串仍旧运行的装置。
LED控制与故障模式:
串联的LED串由恒定电流驱动,该恒定电流由把串联LED串驱动为充分亮度、颜色与强度的开关电源产生。该恒流电流源提供了对LED组亮度的更好控制以及更均匀的LED组亮度。LED是一种易碎的固态器件,本质上是二极管,构造为P-N结,在正向偏压时,能够发光。主要的LED失效机理本质上是机械与热力,包括热循环、热冲击及在高温下(可能造成丝焊老化与故障)运行的LED。由于金属会发生氧化,且随着时间推移会变脆,LED发生故障的可能性会增加。ESD事件或附近雷击造成的电涌是LED发生故障的另一个常见原因。
声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请与我们联系,我们将及时更正、删除,谢谢。
汽车设计中最明显的进步之一是LED照明。 LED照明现在已经在每个制造商的汽车上广泛使用。在本世纪,发光二极管(LED)和有机LED(OLEDS)发展迅速,其优越的性能,更长的寿命,效率,承受性,和设计灵活性使他们是大多数汽车照明应用的优先选择。
据TrendForce集邦咨询分析,截至2023年,全球传统乘用车中LED头灯的普及率已达72%,而在电动汽车领域,这一比率更是高达94%;预计2024年,这两项数据将分别上升至75%与96%。
英飞凌科技股份公司推出新一代触控控制器——PSoC™ GEN8XL汽车多点触控控制器(IAAT818X)。该触控控制器专为24英寸及以下的OLED和Micro-LED 显示屏设计,其性能和帧速率均能满足当今的需求。
钿威于2024年推出一款新的反向沉板 FPC连接器,助力 Mini LED 技术发展需求,该产品在基板正面的露出高度仅0.3mm,完全低于灯珠高度,连接器对成像质量不会造成任何负面影响。
汽车LED前照大灯的创新设计,作为车辆不可或缺的重要组成,性能不仅直接关系到夜间行车安全,更是体现车辆设计水平和品质的重要标志。
LED技术不断进步,以满足不断发展的需求。这种进步包括集成先进功能,如智能照明与物联网(IoT)技术,以及通过提高发光效率、热量管理和整体性能来提高LED照明或指示灯的效率。
第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“哔哥哔特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得哔哥哔特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!
发表评论