大功率白光LED作為一種新型的綠色照明技術,具有光轉換效率高、能耗低、壽命長、無需維護等優點。它已逐漸應用于各種照明領域。LED的長壽命取決于其安全的工作環境。對于LED照明,影響其使用壽命的主要威脅有兩個:一個是過電壓沖擊,這意味著施加在LED上的電流超過了《LED技術數據手冊》中的最大額定電流,包括過電壓沖擊;另一個是過熱損壞。這些損壞可表現為裝置的直接故障,或可能在過電流沖擊事件后很長時間內發生,從而縮短LED的使用壽命。led燈十大品牌-民族品牌網
LED燈損壞原因
LED燈的故障來源于電源和驅動的故障以及LED裝置本身的故障。LED電源和驅動器的損壞通常是由輸入電源的過電壓沖擊(EOS)和負載端的擊穿引起的。輸入電源的過電壓脈沖往往導致驅動電路中驅動芯片的損壞和電容等無源元件的擊穿損壞。負載端短路故障可能導致驅動電路過流驅動,短路故障可能導致短路損壞或過熱損壞。LED裝置本身的故障主要包括以下情況。
1、瞬時過電流事件
瞬態過流事件是指通過LED的電流超過LED技術數據手冊中的最大額定電流。這可能是由于大電流的直接產生或高壓的間接產生,如瞬時雷擊、開關電源的瞬時開關噪聲、電網波動等過電壓事件。這些事件是短暫的,持續時間很短。通常我們稱它們為尖峰,例如“電流尖峰”和“電壓尖峰”。瞬態過流事件還包括LED打開或插入和拔出時的瞬態過流。
對于汽車LED照明而言,ISO7637-2的瞬時甩負荷浪涌是其正常運行的重要威脅。
電擊后LED的失效模式不固定,但通常會導致焊縫損壞。這種損壞通常是由過電流引起的。除了造成焊縫燒壞外,還可能對焊縫附近的其他零件造成損壞,如密封材料。
2、靜電放電事件
靜電放電(ESD)損傷是高集成度半導體器件制造、運輸和應用中最常見的瞬態過電壓危害之一,而LED照明系統必須滿足IEC 61000-4-2《人體靜電放電模式》的標準。8千伏接觸放電,防止靜電放電時系統可能發生過電壓沖擊。有效性。
如圖2所示,LED PN結陣列的性能將會降低或損壞。由于靜電放電事件的放電路徑引起的LED芯片內部故障可能只是部分功能損壞,嚴重時甚至會造成LED的永久損壞。
對于將近80%的能量轉化為熱量的LED照明設計,熱管理和故障過熱保護是一個挑戰。理論和實踐證明,LED的性能和壽命與LED PN結的工作溫度密切相關。當LED晶片的結溫增加10℃時,光通量減少1%,LED晶片的壽命縮短50%。
電源和驅動電路的保護
由于LED的電源和驅動電路容易發生過電流沖擊和短路故障,在驅動電路的設計中應充分考慮各種故障狀態的保護措施,以提高電路的可靠性,降低維修率。泰科電子的LVR系列PTC可實現交流電源的過流和短路保護,ROV用于過流沖擊和浪涌保護。Polyzen系列是直流電源輸入口過電壓、過電流綜合保護元件。LED燈串表面安裝系列是為了實現過載或擊穿保護(圖3)。
LED照明中PPTC的過流過熱保護
盡管許多高端LED驅動器已逐步集成過流和過熱保護功能,但在許多情況下,特別是在過熱保護領域,仍然需要分立元件方案作為一種協同保護方案,使燈具具有更高的可靠性和可靠性,更長的生命。