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驅動電(diàn)源不良原因分析介紹

       

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大功率白光LED作為新型綠色照明(míng)技術,有光轉換效率高、能耗低、壽命長、無需(xū)維護等優點,逐漸(jiàn)被應用於各種(zhǒng)照明領域。LED的長壽命是基於其安全的工作環境(jìng),對於LED照明來講,主要有兩種威脅影響其壽命:一是過電衝擊(jī),就是LED上施加的電流超過該LED技術數據手冊中的最大額定電流,包括過壓引起的過電衝擊;另一種是過熱損傷。這些(xiē)損壞可以表現為器件的立(lì)即失效,也可能發(fā)生在過電流衝(chōng)擊事件後許久才失效,縮短LED工作壽命(mìng)。

  LED燈具損(sǔn)壞的(de)原因

  LED燈具失效一是來源於電源和驅動的失效,二(èr)是來源於LED器件(jiàn)本身的(de)失效。通常LED驅動電源(yuán)和驅動的損壞來自於輸(shū)入電源的過電(diàn)衝擊(EOS)以及負載端的(de)斷路故障。輸入電源的過電衝擊往往會造成驅動(dòng)電路中驅動芯片(piàn)的損壞,以及電容等被動元件(jiàn)發生擊穿損壞。負載端的短(duǎn)路故障(zhàng)則(zé)可能引起驅(qū)動電路的(de)過電流驅動,驅動電路有可能發生短路損壞或(huò)有短路(lù)故障導致的過熱損壞。 LED器件本身的失(shī)效主要有以下幾種情況。

  1.靜(jìng)電放電事件(jiàn)

  靜電放電(diàn)(ESD)損壞是目前高集成度半導體(tǐ)器件製造、運輸和(hé)應(yīng)用中最為常見的一(yī)種瞬態過壓(yā)危害,而LED照明係統則須滿足IEC61000-4-2標準(zhǔn)的“人體靜電放電模式”8kV接觸放電(diàn),以防止係統在(zài)靜電放電時(shí)有可能(néng)導(dǎo)致的(de)過(guò)電衝擊失效。

  LED PN結陣(zhèn)列性能(néng)將出(chū)現降低或損(sǔn)壞,如圖2所示。ESD事件放電通路導致的LED芯片(piàn)的內部失效(xiào),這種失效(xiào)可能隻是局部功能損壞,嚴重的話也會(huì)導致LED永久損壞。

  2.瞬態過流(liú)事件

  瞬態過(guò)流事(shì)件是指流過LED的電流(liú)超過該LED技術數據手冊中的最大(dà)額定電流,這可能是由於大電流直接產(chǎn)生也可能是由高電壓間接產生,如瞬態雷擊、開關電源(yuán)的瞬態開關噪聲(shēng)、電網波(bō)動等過壓事件引(yǐn)起的過流。這些事件都是瞬態的,持續時間極(jí)短,通常(cháng)我們將其稱為尖峰,如“電流尖峰”、“電壓尖峰”。造成瞬態過流事件的情況還(hái)包括LED接通電源,或是帶電插拔時的瞬態過電(diàn)流

  LED遭受過電(diàn)衝(chōng)擊後的失效模式(shì)並非固定,但通常(cháng)會導(dǎo)致焊(hàn)接線損壞(huài),如圖1所示。這種損壞通常由極大的瞬態過電流引起。除了導致焊接線燒斷外,還可(kě)能導致靠近焊接線的其他部(bù)分損壞,例如密封材料。

  LED燈具(jù)損(sǔn)壞常見原(yuán)因及保護方案

  對於接近80%能量都轉化為(wéi)熱量(liàng)的LED照明設計而言,熱管理和故障過熱保護是(shì)其麵臨的(de)一個挑戰。理論和實踐都已經證明,LED的(de)性能和壽命是與LED的PN結工作溫(wēn)度緊密相關。當LED芯片內結(jié)溫升高10℃,光通(tōng)量就會衰減1%,LED的壽命就會減少50%。

  電源及驅動電路(lù)的保護

  由(yóu)於LED電源驅動電路容易遭受過電衝擊和短路故障而損壞,因此在驅動電路(lù)設計中要充分(fèn)考慮各種故障狀態的保(bǎo)護措施,以提高電路的可靠性,從而降低返修率。LVR係列PTC可以實現交流電源的過流和短路保護,ROV用於(yú)過電衝擊和浪湧保護(hù)。POLYZEN係列是用於直流電源輸入(rù)口(kǒu)的過壓過流綜(zōng)合保護元件,LED燈串中的表(biǎo)麵貼係列則是實現(xiàn)負載過(guò)流(liú)或斷路故障(zhàng)保(bǎo)護。

  LED燈具損壞常(cháng)見原因及保護方案

  PPTC在LED照明中的過流(liú)和過熱保護

  雖然許多高端LED驅動器件逐漸集(jí)成了過流、過熱等保護功能,但在許多場合,特別是過熱保護方麵,仍然需(xū)要分立元器件方案(àn)作為協同保護方案,以(yǐ)使(shǐ)燈具具有(yǒu)更高的可靠性(xìng)和(hé)更長的壽命。

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