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若论LED开路保护器的“王者” 此款产品一出,谁与之争锋?

2017-11-13 09:12 来源:高工LED 关注度:2721次 字体:   原创申明 投稿
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GP05/10系列LED开路保护二极管可提供优于IC集成的过压保护功能,可以完全避免误动作造成的频闪。此外,GP05/10系列LED开路保护二极管可选小型SOD-123F封装,典型厚度0.98mm,是空间紧凑电路板的理想选择。

  照明已全面进入了LED时代,渗透到了我们生活中的各个方面,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灯从家用、商业领域到工业、汽车等领域都获得了广泛应用。

  而LED是一种非常脆弱的器件,它会受到热、机械冲击、以及闪电、静电放电(ESD)引起的瞬态浪涌电流冲击的威胁,驱动电源也面临着被瞬态电压、浪涌电流和其它问题破坏的风险。由于单颗LED灯珠电压低,功率较小,应用中多采用串联或串并联结构,其功率可从几瓦到数百瓦用恒流供电。

  然而,这种串联LED的灯具有一个缺点,如果串联的LED中有一个LED开路,则整个灯都不亮了,这对某类灯具(如警示灯、工矿灯、应急灯等)的应用是十分危险的。为了某个LED开路时,LED灯具仍能持续点亮,则采用LED开路保护器是十分有效的,它能保证灯具使用的安全性。另外,LED驱动大多为恒流源,LED开路后,线路中将出现很高的电压,可能导致击穿电解电容,引起爆燃,造成安全隐患。

  现有解决方案一种是采用市场上现有的保护器件,如MOV,TVS等;另一种是LED驱动IC集成OVP过压保护功能,但此方案可能会产生误触发,从而导致持续闪灯。所以新的IC很多采用了无OVP保护方案(如BP2356X),也就转为了第一种解决方案。

  而现有OVP保护电路中,齐纳二极管(包括TVS)、金属氧化物压敏电阻、可控矽整流器、防爆电解电容等开路保护器的使用较为常见,然而这几种开路保护器各有优缺点:

  齐纳二极管(包括TVS):通常其尺寸比SCR小,其有难以解决的固有缺陷,只有超过功率到一定程度后才可能会短路。在短路前存在长时间钳位在高压的状态,此时该器件要承受原LED相同的功率,发热严重,易引起周边的LED过热失效,且仍存在安全隐患;

  金属氧化物压敏电阻(MOV):最适合通常由闪电电击和大型感性负载的开关引发的相对高能量的电力线瞬变。然而,它对于可能引起单个LED 失效的低压瞬变反应不够快速,与齐纳二极管类似,都有持续过功率发热的过程,仍存在安全隐患;

  可控矽整流器(SCR):响应速度快,钳位在低压,保护效果好,可恢复。缺点是成本高,线路较复杂,需要一个阻性分压器网络来设定触发电压。在不同温度条件下,SCR 触发电压的变化可能会相当大。另外,反向阻断电压也太高,所以SCR 无法提供反向极性保护。

  防爆电解电容:保护时防爆电解升温安全阀打开,电解液汽化缓慢喷出释放压力直至耗尽,汽化喷出过程没有声音, 回路断开;然而,防爆电解电容使用线路中高压持续存在,电容内部的化学物质会溢出到线路板中,存在安全隐患。

  既然,这些开路保护器都不够完美,那是否存在一种响应速度快、灵敏度高,保护效果好,而且成本又低的开路保护器呢?答案是肯定的。针对LED应用,常州银河世纪微电子股份有限公司推出了GP05/10系列LED开路保护二极管。银河微电子是一家半导体分立器件领域领先企业,公司产品涵盖全系列的半导体器件,包括二极管、晶体管、整流桥、LED灯珠、光电耦合器、专用集成电路等上千余个品种。

  GP05/10系列LED开路保护二极管可提供优于IC集成的过压保护功能,可以完全避免误动作造成的频闪。此外,GP05/10系列LED开路保护二极管可选小型SOD-123F封装,典型厚度0.98mm,是空间紧凑电路板的理想选择。

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  据介绍,GP05/10系列LED开路保护二极管可提供5V~250V之间不同耐压档位选择,可满足从单颗到多串的保护应用。当LED灯珠或灯串中某个LED发生开路故障时,它可提供一个低功耗的低压通路。有效保护电解电容,避免炸裂、烧毁等安全隐患。且当外围故障消除并重新开启电源后,该器件功能可自动恢复。

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  GP05/10系列LED开路保护二极管开路保护原理

  银河微电子介绍到,其还可与LED灯串中的一颗或者几颗并联,提供旁路。当与之并联中的LED开路时,GP05/10系列LED开路保护二极管可提供低压通路,保持整灯其它LED灯珠正常工作,保持整灯不灭。与目前广泛采用的稳压二极管并联相比,其导通电压更低,功耗更小,效率更高。

  另外,GP05/10系列LED开路保护二极管采用平面钝化技术,具有过压响应速度快、瞬态浪涌吸收能力强、导通压降低、高温漏电小等特点,能在1ms内完成过压保护(如下图所示)。

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  GP05/10系列LED开路保护二极管产品结构简单,只有两个引脚,保护时可钳位在1.3V左右的低压,可达到与可控硅整流器相同的保护效果,成本低。

  综上所述,相比于齐纳二极管(包括TVS)、金属氧化物压敏电阻、可控矽整流器、防爆电解电容等开路保护器。GP05/10系列LED开路保护二极管具备以下优势:

  1.响应速度快,保护可靠。保护后处于较低功耗状态,不会导致过热,异常解除后重启电源功能可完全恢复,降低维护成本;

  2.避免采用IC集成保护功能误动作造成的频闪;

  3.可提供低功耗的旁路,当用于局部保护时,可绕过局部异常LED灯珠,保持整灯不灭;

  4.可选小型SOD-123F封装,典型厚度0.98mm,是空间紧凑电路板的理想选择;

  5.提供丰富的电压档位选择,满足不同应用需求。

  6.多重保护,除了开路故障保护外,还能提供额外的浪涌和ESD保护以及反接保护。保护动作时不会对电源造成任何负面影响。

  鉴于GP05/10系列LED开路保护二极管的卓越性能与优势,可以大大降低LED灯的维护成本,延长使用寿命,提升产品的品牌价值。该产品可适用于从普通低功率LED灯到工业照明、车载、商业照明、道路照明LED灯的所有应用,特别是对于有安全要求以及高可靠性、低维护率要求的应用。

  “目前,客户主要用于整串灯珠的保护,相对电压较高(如95V、115V、210V、240V等),已有多家客户验证后大批量采购。其它电压档位正在系列化中,如35V,63V等已完成开发,可供样。用于单颗或数颗LED旁路保护用的低压产品在开发中。”银河微电子相关负责人向高工LED透露。


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