LED 照明系統(tǒng)如果要發(fā)揮其在使用壽命、低維護(hù)成本和整體可靠性方面的潛力，就需要高性能 ESD 和過熱保護(hù)。愛普科斯 (EPCOS) 保護(hù)元件為 LED 陣列、電源和控制電路提供有效且經(jīng)濟(jì)高效的保護(hù)。
　　LED 對(duì)降低室內(nèi)和室外燈具的能耗做出了決定性的貢獻(xiàn)。 LED 不僅比熒光燈和 HID 燈等傳統(tǒng)照明光源消耗更少的電量，而且還具有更長(zhǎng)的最大使用壽命 — 長(zhǎng)達(dá) 80,000 小時(shí)，在理想條件下甚至更長(zhǎng)。
　　因此，在LED燈的正常使用壽命期間，傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的燈必須更換多次。這意味著更低的維護(hù)成本和更低的整體系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本。 LED 照明系統(tǒng)可靠性的主要威脅是：
　　ESD 事件，包括閃電
　　瞬態(tài)過流事件和浪涌
　　熱插拔期間的電流和電壓尖峰
　　反向電壓效應(yīng)
　　過溫
　　因此，如果 LED 照明系統(tǒng)要像 LED 本身一樣可靠且使用壽命長(zhǎng)，則必須有效保護(hù)所有組件和子系統(tǒng)免受組裝、維護(hù)和操作過程中遇到的這些危險(xiǎn)?！　ED照明系統(tǒng)的基本架構(gòu)和必要的保護(hù)裝置

　　圖1：LED照明系統(tǒng)的基本架構(gòu)和必要的保護(hù)裝置
　　LED照明系統(tǒng)架構(gòu)
　　LED 燈具由 LED 引擎（LED 陣列、LED 驅(qū)動(dòng)器和控制單元）、LED 電源和電網(wǎng)連接組成。公司和設(shè)施管理者越來越多地部署智能網(wǎng)絡(luò)照明系統(tǒng)，以最大限度地提高照明效率和質(zhì)量、確定燈具的狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和維護(hù)。這意味著通信電源和接口也可以集成在燈具中。
　　每個(gè)子系統(tǒng)所暴露的 ESD 事件和浪涌的能量水平?jīng)Q定了需要哪些保護(hù)器件來確保整體系統(tǒng)的可靠性。圖 1 顯示了子系統(tǒng)及其合適的保護(hù)裝置的概述。
　　防止高能量浪涌
　　愛普科斯 (EPCOS) SIOV 壓敏電阻長(zhǎng)期以來一直是一般過壓保護(hù)的首選解決方案。這些金屬氧化物壓敏電阻特別適合保護(hù) LED 照明系統(tǒng)的電源免受高達(dá) 750 J 的較大能量浪涌的影響。新型 B20* 和 B25* 系列 SIOV 壓敏電阻是專為滿足浪涌保護(hù)而設(shè)計(jì)的保護(hù)組件。根據(jù) ANSI/IEEE C62.41.2 和 DOE MSSLC LED 道路燈具模型規(guī)范，要求高達(dá) 10 kV/10 kA。這些系列包括組裝在一個(gè)外殼中的三個(gè)或四個(gè) SIOV 壓敏電阻（圖 2）。 B20* 和 B25* 系列目前的最大工作電壓為 320V、420V 和 510V。　　用于電源保護(hù)的 EPCOS SIOV 壓敏電阻

　　圖 2：用于保護(hù)電源的 EPCOS SIOV 壓敏電阻
　　TDK 憑借其愛普科斯 (EPCOS) 浪涌放電器和壓敏電阻成為全球市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，其設(shè)計(jì)緊湊，可針對(duì)雷擊浪涌和其他瞬變等特大 ESD 事件提供現(xiàn)階段最可靠的保護(hù)。避雷器與壓敏電阻相結(jié)合，提供了一種節(jié)省空間、具有最佳性能的集成解決方案。
　　愛普科斯 (EPCOS) ThermoFuse 壓敏電阻T 系列由單個(gè)封裝中的盤形壓敏電阻與熱耦合保險(xiǎn)絲串聯(lián)組成，可在功率輸入級(jí)提供特殊保護(hù)。如果壓敏電阻過熱，封裝在特殊塑料中的熱熔斷器會(huì)將壓敏電阻與電源電路斷開，從而防止火焰和煙霧產(chǎn)生。 T系列壓敏電阻具有高達(dá)10,000 A的浪涌電流能力和2毫秒440 J的最大能量吸收能力。
　　低能量 ESD 保護(hù) 傳統(tǒng)上，TVS 二極管用于保護(hù)電路免受低于 25 J 的 ESD 事件的影響。然而，對(duì)于微型尺寸和插入高度、寬溫度范圍內(nèi)的可靠性能以及快速響應(yīng)，ESD 保護(hù)要求變得越來越嚴(yán)格。響應(yīng)時(shí)間。愛普科斯 (EPCOS) CeraDiode系列等多層壓敏電阻與傳統(tǒng) TVS 二極管相比具有重要優(yōu)勢(shì)，并且日益成為該能量范圍內(nèi) ESD 和浪涌保護(hù)的首選解決方案。 CeraDiodes 可以非常有效地使用，以滿足與組件尺寸相關(guān)的吸收要求?！　ED 引擎有許多可以想象的配置。它可以由多達(dá)數(shù)百個(gè) LED 組成，這些 LED 可以串聯(lián)、并聯(lián)或兩者組合連接（圖 3）。串聯(lián)連接的燈串存在一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，即一個(gè) LED 發(fā)生故障將導(dǎo)致整個(gè)燈串發(fā)生故障，從而導(dǎo)致光顯著減少。

　　LED 驅(qū)動(dòng)器的 ESD 保護(hù)
　　圖 3：LED 驅(qū)動(dòng)器的 ESD 保護(hù)
　　由于寄生電容極低，CeraDiodes 也是
　　用于控制燈具的數(shù)據(jù)線 ESD 保護(hù)的最佳選擇。由于網(wǎng)絡(luò)因物品被移動(dòng)、停止服務(wù)或更換而重新配置的情況并不罕見，因此熱插拔情況相當(dāng)常見，這可能會(huì)導(dǎo)致 ESD 事件和峰值。需要在整個(gè)系統(tǒng)中使用 CeraDiodes 提供適當(dāng)?shù)?ESD 保護(hù)，以確保設(shè)備在其整個(gè)指定使用壽命內(nèi)保持完整功能?！　eraDiodes 與 TVS 二極管相比的優(yōu)勢(shì)

　　圖 4：EPCOS CeraDiodes 和 TVS 二極管的設(shè)計(jì)比較
　　CeraDiode 具有單位體積/表面積的高能量吸收能力。其有效體積幾乎是 TVS 二極管的三倍，僅為 30% 左右。因此，LED 照明設(shè)計(jì)人員可以使用更小的組件實(shí)現(xiàn)與 IEC 61000-4-2 相同的 ESD 保護(hù)和浪涌電流耐用性（圖 4）。 CeraDiode 支持燈具制造商的小型化需求。外殼尺寸為 EIA 0201 和 0402 的 EPCOS CeraDiodes 非常適合保護(hù) LED 引擎和 LED 照明裝置陣列，并提供與占地面積更大的 TVS 二極管相同的保護(hù)。外殼尺寸 EIA 01005 的最新開發(fā)成果進(jìn)一步小型化，適用于空間較小的應(yīng)用，例如 LED 閃光燈。
　　鑒于ESD和瞬態(tài)干擾有多種不同形式，通常需要提供雙向保護(hù)。作為壓敏電阻，CeraDiode 在單個(gè)組件中提供雙向保護(hù)，而 TVS 二極管本質(zhì)上是單向的。因此，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可能有必要設(shè)計(jì)兩個(gè)二極管來實(shí)現(xiàn)相同的保護(hù)。這使得 CeraDiode 在尺寸、成本和布局物流方面都具有優(yōu)勢(shì)?！　o需 IC 的溫度補(bǔ)償 LED 驅(qū)動(dòng)器

　　圖 5：不帶 IC 的溫度補(bǔ)償 LED 驅(qū)動(dòng)器
　　CeraDiodes 在高達(dá) 85 °C 的溫度下幾乎無降額性能方面也具有優(yōu)勢(shì)。另一方面，TVS 二極管的降額在室溫下就已經(jīng)開始。因此，CeraDiodes 可確保 LED 電子器件能夠在非常大的溫度范圍內(nèi)可靠運(yùn)行。這不僅有助于燈具設(shè)計(jì)師最大限度地減少所需空間，而且還有助于降低成本。特定的 CeraDiode 系列甚至具有高達(dá) 125°C 或更高的非降額特性。此外，CeraDiodes 還具有 <0.5 ns 的快速高響應(yīng)時(shí)間和長(zhǎng)使用壽命的高脈沖吸收能力。
　　有效的溫度保護(hù)
　　由于 LED 需要恒定電流才能提供恒定的亮度，因此必須將其溫度精確控制在狹窄的范圍內(nèi)。愛普科斯 (EPCOS) NTC 和 PTC 熱敏電阻采用 SMD 封裝，旨在保護(hù) LED 陣列免遭過熱，并控制其溫度曲線，以實(shí)現(xiàn)最佳流明效率。這是通過自動(dòng)調(diào)節(jié) LED 電流來實(shí)現(xiàn)的。由于其全面的 ±1% 的窄公差和較短的響應(yīng)時(shí)間，外殼尺寸為 EIA 0402 或 0603 的新型微型愛普科斯 (EPCOS) SMD NTC 熱敏電阻可實(shí)現(xiàn)此目的所需的高精度測(cè)量。與智能電路一起，它們可以設(shè)計(jì)出有效的控制系統(tǒng)。專用 LED 樣品套件可通過訂購代碼 B57999V3999J099 購買。愛普科斯 (EPCOS) SMD PTC 熱敏電阻作為溫度限制傳感器代表了另一種簡(jiǎn)單、可靠且經(jīng)濟(jì)高效的過溫保護(hù)方法。其外殼尺寸為 EIA 0402、0603 和 0805，其寬范圍的 R/T 曲線以及 70°C 至 145°C 的傳感溫度使您可以輕松選擇正確的器件。完整產(chǎn)品系列的樣品可在樣品套件中提供（訂購代碼 B59001Z999A99）。
　　在沒有 IC 的更簡(jiǎn)單的 LED 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中，還可以使用PTC 熱敏電阻將其與 LED 串聯(lián)，以減少高溫下的 LED 正向電流（圖 5）。對(duì)于此類應(yīng)用，建議使用引線或大型 SMD PTC 熱敏電阻（外殼尺寸 EIA 3225 或 4032）。
　　用于 LED 照明系統(tǒng)的廣泛組件組合　　TDK 的完整保護(hù)器件系列輔以各種高性能 TDK 和 EPCOS 薄膜電容器、MLCC、電感器和變壓器，可幫助設(shè)計(jì)出適用于室內(nèi)和室外 LED 照明系統(tǒng)的緊湊、可靠且長(zhǎng)壽命的燈具。

　　表：用于 LED 照明的 EPCOS CeraDiodes 產(chǎn)品組合。