Littelfuse高性能户外LED照明保护方案

随着LED成本的不断下降，以及各国政府对节能环保的日益重视，LED灯的市场前景变得越来越广阔。高亮度LED灯已经出现在各种各样场合，从户外广告牌、电视LED背光灯到交通信号灯、机场跑道导航灯等等。LED灯的优势也表现得尤为突出，例如长寿命、高能效以及丰富的色彩。然而，LED灯设计师必须首要考虑的还是灯的可靠性问题。对很多场合而言，可靠性的重要性不言而喻：例如一些维护成本交高的户外照明，以及一些极易产生安全隐患的应用，包括交通灯、导航灯等。LED是也一种脆弱的半导体固态器件。它的发光原理是二极管的PN结正向电压偏置产生光源。LED阵列和电源都面临着被瞬态电压、浪涌电流和其它电子问题破坏的风险。 特别是在户外照明应用，由于临近的雷击所产生的静电释放（ESD）很容易会引起LED故障。作为全球领先的保护器件生产商和方案提供商，Littelfuse有广泛可选的产品，针对以上威胁源，能够提供高性能的LED保护方案。

电源部分的保护方案

在开关电源部分，LF推荐的过流和过压保护方案如下：



TVS管

AK6和AK10系列是具有极高额定电流的瞬态电压抑制器（TVS），特别为保护AC和DC输入电路免受瞬态电压损坏而设计，其额定值为6kA（8x20us）和10kA（8x20us）；15KPA和30KPA是额定值分别为15,000 W和30,000 W的TVS，它们都是针对保护恶劣环境下LED照明的理想应用。1.5SMC系列是额定值为1500W的TVS，它是保护DC-DC转换器免受瞬态电压破坏的理想选择。


TMOV热保护压敏电阻

TMOV集成了热敏组件，有助于TVSS模块利用适当的外壳，在电缆连接和永久连接应用方面符合UL1449标准。TMOV提供比大多数分立式解决方案更快速的热响应和较低的电感，取得提高了的箝位性能，从而快速响应电压瞬变。


Fuse保险丝

AC线保险丝选用464系列，它提供了最小化、快速响应的表面贴装型250VAC保险丝，符合IEC60127-4标准，464特别针对电源和照明系统设计应用而设计。


高压直流保险丝选用477或505系列，这两个系列都面向高能量和电源应用设计，477系列提供用于400VDC/500VDC额定电压、延时、抗浪涌保险丝，采用5x20mm封装；505系列提供500VAC/VDC额定电压的保险丝，其断流上限额定值高达50kA，采用6.3 x 32mm封装。


LED阵列部分保护方案-PLED开路保护器

以上方案能够有效的应对电源部分产生的浪涌威胁，保护LED免受损坏。但是我们都知道，LED灯等通常由一定数量的LED管串接或并联组成阵列，单个LED损坏会造成的整个LED阵列的停止工作。传统的fuse、MOV、TVS并不能保障此类问题。因此在LED阵列端，LF专门为LED开路研制了PLED LED开路保护器，如图所示：



PLED LED开路保护器


PLED系列产品是一种电压触发开关导通元件，使用时作为旁路与LED灯串接在电路中。当LED开路时，电压全部降落到PLED上。于是，PLED被激活导通，这一分流路径旁路了开路的LED，并允许电流流入串联电路中的其它LED，从而消除了因某个LED损坏所带来的影响，提高了LED照明设计的稳定性。PLED最多可以同时保护4颗高亮LED，以更低的成本方案提供强劲的保护，主要适用于1W、2W、3W等高亮LED灯，最大通流达1000mA。


相对于传统的LED保护方案，Littelfuse的PLED器件能够提供一个更为简单和经济的电路设计，其特点和优势包括：

>当一个LED损坏时保障整个LED灯串继续工作

>可采用DO-214AA，芯片级QFN和Powermite封装

>可以保护最多4颗高亮LED管，以更低的成本提供强劲的保障

>二合一的保护（开路故障保护，以及额外的浪涌和ESD保护）

>保护动作时不会对电源造成任何负面影响

>反接保护功能

>可以与10KHz的PWN调光速度兼容

>在LED开路恢复后自动复位


结束语

Littelfuse高可靠性、低维修率的户外LED照明整体保护解决方案大大降低了LED灯的维护成本，延长了使用寿命，提升了产品的品牌价值。

户外LED照明保护方案不错，但也应注意散热设计

单个LED损坏会造成的整个LED阵列的停止工作