PPTC器件在LED照明中的保护

只看该作者 · 2011-4-27 15:33

本帖最后由 TE_Leo 于 2011-4-27 16:02 编辑

虽然很多驱动器件也逐渐集成了过流、过压等保护功能，但在许多场合，特别是过热保护方面，仍然需要分立元器件方案。泰科早在1980年就开始了PPTC材料的研究，将其用于电路保护中的热敏电阻。时至今日，在LED照明得到越来越广泛应用的背景下，PPTC将在LED技术中再次大显身手。
PPTC全称聚合物正温度系数器件(Polymer Positive Temperature Coefficients)，它的工作情况类似一个开关，故障出现时，PPTC变热、电阻增加，从而保护设备不受损坏；故障排除后，PPTC复位，回到地电阻状态。不严格地说，PPTC是“可自恢复的保险丝”。听上去和保险丝差不多？他们的区别在于，保险丝断开后，电路中几乎没有电流，而PPTC动作后，电路中有一个较小的保持电流，电流大小由PPTC的典型功耗所决定。
对于LED照明应用来说，过压的威胁来自多方面，如电压波动、瞬间开关噪声以及感应雷击和地电位反冲，过压可能造成过热、PN结损伤、反向击穿甚至烧毁的后果。
过流也会带来一系列问题。大电流不代表高亮度，有时候工作电流的减小，带来的是性能和寿命的增加。
热效应也是LED照明无法回避的问题，当LED芯片内结温升高10摄氏度时，光通量就会衰减1%，LED寿命就要减少50%，除了散热设计，过热保护也是必须加以考虑的因素。
对于PPTC器件来说，它的失效模式是高阻，安全性好；它能够直接测量LED的温度，实现闭环保护。PPTC能实现过热、过流甚至过压保护，无需外部电路，使用方便。即使在保护状态下，LED灯也不是全部熄灭的，对工程师来说，也能更安全地实现电流调光的设计。