고출력 LED의 과열 및 손상을 방지하는 최고의 솔루션
이론과 실습 모두에서 LED의 성능과 수명이 LED PN 접합의 작동 온도와 밀접한 관련이 있음이 입증되었습니다. LED 칩의 접합 온도가 10°C 증가하면 광속은 1% 감소하고 LED 수명은 50% 감소합니다. 과전류, 과전압 및 과열은 LED의 발광 성능과 수명을 크게 감소시킵니다. 따라서 우수한 방열 설계 외에도 안전하고 신뢰할 수 있는 과열 보호도 고려해야 합니다.
일반적으로 LED의 경우 입력 전력의 약 20%가 빛으로 변환되고 80%가 열로 변환됩니다. 이는 다양한 요인에 따라 달라집니다. 발열은 바닥층의 불규칙성과 포논 방출, 밀봉, 재료 등과 관련이 있을 수 있습니다. LED에서 발생하는 전체 열 중 90%는 전도를 통해 전달됩니다. LED 접합부에서 열을 방출하기 위해서는 전도가 열 전도의 주요 채널입니다. 대류와 복사는 전체 열 전달의 약 10%만 차지하기 때문입니다.
LED 광원은 다른 광원에 비해 LED에 공급되는 전기 에너지의 대부분이 열로 변환되기 때문에 정밀한 전력 및 열 관리 시스템이 필요합니다. 적절한 열 관리가 없으면 이 열은 LED 수명과 색상 출력에 영향을 미칩니다. 동시에, LED 구동 장치는 실리콘 장치이기 때문에 곧 실패할 것입니다. 이는 오류 방지 백업 과전류 보호 장치를 장착해야 함을 의미합니다.
그렇다면 성공적인 고출력 LED 조명 디자인이 PPTC 없이는 불가능하다고 말하는 이유는 무엇입니까? 많은 사람들은 LED 드라이버 자체가 과전류 및 과열 보호 기능을 제공할 수 있다고 생각합니다. 추가 비용이 증가하기 때문에 외부에 PPTC 장치를 추가할 필요가 없습니다. 그러나 이것은 잘못된 견해입니다. 많은 LED 드라이버는 DC 전압과 잘못된 극성으로 인해 쉽게 손상됩니다. LED 드라이버의 출력도 단락으로 인해 손상되거나 파손될 수 있습니다. 대부분의 LED 드라이버에는 과열 차단, LED 개방 회로 및 단락 감지 등의 안전 기능이 내장되어 있습니다. 그러나 집적 회로(IC) 및 기타 민감한 전자 부품을 보호하려면 추가적인 과전류 보호 장치가 필요할 수 있습니다. 따라서 고전력 LED의 과열 및 손상을 방지하는 데에는 PPTC(특히 재설정 가능한 PolySwitchPPTC)만이 가장 적합한 솔루션입니다.
일반적인 고전력 LED 정전류 드라이버가 제공할 수 있는 보호 기능에는 열 차단 보호, 과전압/과전류 비교기, 고전류 MOSFET, 전류 크기 조정 및 특정 수준의 ESD 보호가 포함됩니다. 그러나 열 차단 기능은 자체 보호 기능일 뿐 LED 과열 설계 보호에는 적용하기 어렵다. 과전압/과전류 보호 기능에는 외부 과전압 보호 회로가 필요하며, 전원 공급 장치를 끄면 다른 문제가 발생할 수 있습니다. 고전류 MOSFET의 고장 모드는 일반적으로 단락이며 이는 잠재적으로 안전하지 않은 요소입니다. LED 조광에 대한 전류 조정 특성을 실현하면 LED 과열 문제가 발생할 수 있습니다.
하지만 고전력 LED를 보호하는 PPTC의 개념은 다르다. 여기에는 다음과 같은 4가지 고유한 장점이 있습니다. 1) PPTC의 일반적인 오류 모드는 고임피던스이므로 LED는 오류 상태에서도 안전합니다. 2) PPTC는 LED의 온도를 직접 측정할 수 있어 개인보호가 가능합니다. 3) PPTC는 과열, 과전류 및 과전압 보호 기능을 실현할 수 있습니다. 사용이 매우 간단하고 외부 회로가 필요하지 않습니다. LED는 보호 상태에서도 정상적으로 작동할 수 있습니다. 4) 설계자는 안전 문제에 대한 걱정 없이 저렴한 비용으로 디밍 설계를 달성할 수 있습니다. 따라서 더 강력한 보안을 달성하고 가장 엄격한 안전 표준을 충족하며 비용 절감을 달성하려면 LED 드라이버 외부에 PPTC 장치만 장착하면 됩니다.
