Alle LED-Treiber benötigen verschiedene Schutzmaßnahmen, um Ausfälle zu verhindern und das System zu schützen, in dem Stromversorger verwendet werden. Es gibt viele Arten von Schutzfunktionen in Bezug auf Spannung, Wärme und Strom, die die Zuverlässigkeit und Funktionalität von LED-Treibern verbessern.
Diese Schutzmaßnahmen haben jedoch eine Liste von Spezifikationen. Dieser Blogbeitrag erklärt, was sie bedeuten und wie sie Ihren LED-Treibern helfen.
Thermischer Schutz des LED-Treibers
Netzteile verwenden einen Übertemperaturschutz (OTP), um die Stromversorgung von einem elektronischen Schaltkreis zu trennen oder zu verringern, wenn die interne Temperatur einen sicheren Wert überschreitet. Der Abschaltvorgang beginnt, nachdem die Schaltung ein Signal auslöst, das auf hohe Temperaturen hinweist.
Der Wärmeschutz ist entscheidend, um Hitzeschäden an den Gerätekomponenten zu vermeiden. Der Grund für den Temperaturanstieg ist unterschiedlich und tritt normalerweise sowohl bei Umgebungsfaktoren als auch bei den Komponenten selbst auf und hängt von der Leistungskapazität, dem Design und der Qualität ab. Für ein zuverlässiges Leuchtendesign gibt es zwei Arten von Wärmeschutz:
a. Interner Übertemperaturschutz des LED-Treibers durch einen Thermoschalter
Die interne OTP-Schaltung enthält normalerweise einen NTC-Thermistor oder einen Thermoschalter, der mit einer MCU oder einer analogen Schaltung verbunden ist, die das Thermistor- oder Thermoschaltersignal erkennt, um den Schutz auszulösen. Normalerweise wird der Thermistor oder Thermoschalter direkt neben den heißesten oder wärmeempfindlichsten Komponenten platziert, oder wir sagen, das schwächste Glied zur Temperatur, um schnell zu reagieren, sobald eine Übertemperatur auftritt. Sie finden diese Art von System in anderen Geräten wie Wäschetrocknern, Mikrowellen und Kühlschränken.
Bei LED-Treibern schaltet OTP normalerweise das Licht nicht aus, sondern reduziert die Lichtleistung, um den LED-Treiber abzukühlen, wie unten aus dem Datenblatt hervorgeht.
b. LED-Treiber externer Übertemperaturschutz durch NTC-Widerstand auf LED-Platine.
Die NTC-Thermistoren sind auf einer LED-Platine angebracht, um die Temperatur des heißesten Punkts der Platine zu überwachen. Und der LED-Treiber hat zwei Drähte, die mit diesen NTC verbunden sind, sodass das Wärmesignal in die MCU innerhalb des LED-Treibers übertragen werden kann. Sobald die LED-Treiber wissen, dass die LED-Platine zu heiß ist, verringern sie den Ausgangsstrom und schützen so die LED vor Überhitzung.
Und der Parameter von NTC kann von der uPowerTek-Programmiersoftware sein, wie die folgende Schnittstelle zeigt.
LED-Treiber-Überstromschutz
Es ist ein Schutz gegen Strom über einen angegebenen Nennstrom in Geräten hinaus. Heutzutage ist die OCP-Schaltung effizient genug, um sofort zu arbeiten und andere Arten von Überstrom wie Kurzschlüsse zu vermeiden. In den meisten Fällen spricht OCP eher vom Ausgangsstrom als vom Eingangsstrom, und OCP ist entscheidend für LED-Treiber mit Konstantspannungsausgang.
Normalerweise wird nicht empfohlen, dass ein LED-Treiber einklinkt oder aufhört, wenn die Last auf einer einzelnen Leitung einen sicheren Wert überschreitet, und Benutzer fühlen sich mit einem niedrigeren Stromschutzmodus wohler. Die folgende Abbildung zeigt eine typische Beschreibung von OCP für einen LED-Treiber.
Kurzschlussschutz für LED-Treiber
Die meisten elektronischen Unfälle entstehen durch einen Kurzschluss. Glücklicherweise haben die Entwickler einen ausgeklügelten Kurzschlussschutz (SCP) entwickelt, der alle Geräte schützt, einschließlich LED-Treiber. SCP ist die erste Barriere gegen übermäßige Ströme, wodurch das SCP das Gerät auslöst und den Stromkreis unterbricht.
Kurzschlüsse treten auf, wenn ein niederohmiger Gegenstand einen hohen elektrischen Strom erhält. Mit anderen Worten, Sie erhalten einen Kurzschluss, wenn ein leitender Pfad oder ein Objekt einen heißen Draht berührt, wenn dies nicht vorgesehen ist.
Kurzschlüsse können die Schlüsselkomponenten wie MOSFETs, Dioden und Elektrolytkondensatoren beschädigen und einen erheblichen Ausfall in einem LED-Treiber verursachen.
Kurzschlüsse können zu Stromschlägen, Geräteschäden und sogar Bränden führen, daher ist das Ergreifen vorbeugender Maßnahmen der Schlüssel zur Vermeidung dieser Situationen.
Glücklicherweise haben wir viele Optionen, bevor dies geschieht, wie z. B. die Verwendung von Netzteilen mit zuverlässigen SCP-Funktionen. Hier ist ein Beispiel, das die OVP-Ausgabe von uPowerTek-LED-Treiber-Datenblättern beschreibt. Der SCP-Modus muss für LED-Treiber eine automatische Wiederherstellung sein, anstatt sich zu verriegeln.
LED-Treiber-Überspannungsschutz
Eine weitere wichtige Schutzfunktion für LED-Treiber ist der Überspannungsschutz, der die Versorgung abschaltet, wenn er eine unregelmäßige Spannung erkennt, die einen sicheren Pegel überschreitet.
Neben den anderen Schutzarten schützt OVP eine Schaltung und ihre elektronischen Komponenten vor dauerhaften Schäden.
Es gibt viele Gründe, warum eine Überspannung auftritt, aber ein Gesamtausfall in den Verteilungsleitungen oder in der Versorgung selbst ist die Hauptursache. Wenn Sie in der Vergangenheit mit Überspannung zu tun hatten, können Sie deren Dauer und Ausmaß berücksichtigen, um einen wirksamen Schutz zu wählen. Es beinhaltet normalerweise, dass eine Schwellenspannung dort anliegt, wo die Steuerschaltung den LED-Treiber abschaltet. Einige Faktoren, die Sie bei der Auswahl von OVP berücksichtigen sollten:
a. OVP eingeben
Eingangsüberspannungen treten aus verschiedenen Gründen auf, und die wichtigsten sind die folgenden.
- Falscher Anschluss des Eingangskabels. Wenn der Techniker die 220-V-AC-Leitung an die Leitung und nicht die Leitung an den Neutralleiter anschließt, kann die tatsächliche Eingangsspannung 380 V AC betragen, wodurch der LED-Treiber beschädigt wird.
- Instabile Netzspannung. Dies geschieht normalerweise in Entwicklungsländern, in denen die Stromversorgung nicht stabil ist. Die Schwankung bei +/-50 % der normalen Betriebsspannung ist in diesen Bereichen oft zu sehen.
Um zu verhindern, dass LED-Treiber aus diesen Gründen beschädigt werden, führen die Designer normalerweise zwei Designs in den LED-Treibern durch.
- Entwerfen Sie einen hohen Spielraum für den Eingangsspannungsbereich. Beispielsweise stellen uPowerTek-Designer sicher, dass der für 220 VAC ausgelegte LED-Treiber in der Lage ist, mindestens 2 Stunden lang ununterbrochen mit einer hohen Eingangsspannung von 380 VAC zu arbeiten, sodass der LED-Treiber selbst dann noch am Leben sein kann, wenn das Eingangskabel nicht richtig angeschlossen ist.
- Entwerfen Sie eine Eingangs-OVP-Latch-Off-Schaltung. Bei diesem Design kann die Eingangsspannung des LED-Treibers mit einer Nennspannung von 220 VAC im ausgeschalteten Zustand mehr als 400 VAC standhalten.
b. Eingangsüberspannungsschutz (Blitz).
Überspannungsschutz ist die Komponente, die mit hohen Spannungsspitzen aufgrund von Blitzeinschlägen fertig wird. Es kann nach zwei Gründen kategorisiert werden:
- Blitz. Dies ist der Hauptgrund für den Ausfall von Straßenbeleuchtung in tropischen Gebieten und eine große Bedrohung für die Außenleuchten.
Fortunately, we have good ways to reduce lightning damage to a very low level as long as the proper lightning protection design is done with high quality and protection level LED drivers. Das allgemeine Schutzniveau von LED-Treibern ist sehr hoch, bis zu 10 kV gemäß IEC-61000-4-5 für Gleichtakt, da die meisten Blitzstöße Gleichtakt sind.
- Überspannungen aufgrund der Induktivität im Kabel und Ein-/Ausschalten von Hochleistungsgeräten im selben Netz. Dies wirkt sich häufig auf die Gegentaktspannung zwischen Leitung und Neutralleiter aus, und der beliebteste Schutzpegel beträgt 6 kV, ebenfalls gemäß IEC61000-4-5.
c. Ausgang OVP
Ein effektiver Ausgangs-OVP sollte jede potenzielle Überspannung erkennen, die den Ausgang aussetzt. Wie OCP in Konstantspannungs-LED-Treibern ist OVP für die Beschreibung von Konstantstrom-LED-Treibern von entscheidender Bedeutung. Es wird normalerweise aktiviert, wenn die Spannung 115 % bis 130 % übersteigt. Hier ist ein Beispiel, das die OVP-Ausgabe von uPowerTek-LED-Treiber-Datenblättern veranschaulicht.
Zusammenfassung
Wenn Sie die Zuverlässigkeit und Qualität von Leuchten verbessern möchten, sorgen effiziente Schutzmaßnahmen für die Sicherheit. LED-Treiberschutz auf hohem Niveau ist für Leuchtenhersteller von entscheidender Bedeutung, um Sicherheitsanforderungen zu erfüllen und höhere Qualitätsstandards nachzuweisen. Daher ist Schutz ein Schlüsselfaktor für Leuchtendesigner und Käufer, um hochwertige LED-Treiber vom Durchschnitt zu unterscheiden.
