【導(dǎo)讀】本應(yīng)用筆記介紹了 PolyZen 器件在 LED 應(yīng)用中提供 EOS 保護(hù)的功能。本文指出，PolyZen 器件有助于降低 EOS 能量水平、降低復(fù)雜性和成本、提供多功能可復(fù)位保護(hù)、提供節(jié)省空間和成本的替代方案。
本應(yīng)用筆記介紹了 PolyZen 器件在 LED 應(yīng)用中提供 EOS 保護(hù)的功能。本文指出，PolyZen 器件有助于降低 EOS 能量水平、降低復(fù)雜性和成本、提供多功能可復(fù)位保護(hù)、提供節(jié)省空間和成本的替代方案。
介紹
隨著當(dāng)今對(duì)提高節(jié)能和降低功耗的需求不斷增長(zhǎng)，發(fā)光二極管（或 LED）已成為下一代照明應(yīng)用的解決方案。因此，人們?cè)絹碓疥P(guān)注如何防止 EOS（電氣過應(yīng)力）事件造成的損壞，具體而言，EOS 是指 LED 應(yīng)用可能遭受的任何不良電壓、電流或功率。
當(dāng) EOS 事件超過設(shè)計(jì)規(guī)范的要求時(shí)，LED 應(yīng)用很容易受到損壞。EOS 事件通常是短暫的；意味著它們發(fā)生的時(shí)間很短，通常小于一秒，并且通常被稱為尖峰（例如，電流尖峰或電壓尖峰）。然而，EOS 事件可能是性的，例如將電池向后插入電池供電的 LED 手電筒中。任何單個(gè) EOS 事件，無論持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，或任意數(shù)量的事件，都有可能對(duì) LED 造成損壞。這種損壞可以表現(xiàn)為立即故障，也可以表現(xiàn)為 EOS 事件后數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)生的故障。
PolyZen 集成方法
PolyZen 器件集成了精密齊納二極管和 PolySwitch PPTC（聚合物正溫度系數(shù)）器件，并通過熱粘合方式實(shí)現(xiàn)。本質(zhì)上，PolyZen 器件提供了熱保護(hù)齊納二極管，該二極管在單個(gè)封裝中提供多種優(yōu)勢(shì)。PolyZen 系列產(chǎn)品包括兩個(gè)器件系列，部件號(hào)以“LS”和/或“CE”結(jié)尾。每個(gè)系列都提供不同齊納電壓 (Vz)、PPTC 保持電流 (IHOLD) 和輸入電壓額定值 (Vintmax – 稱為 VIN) 選項(xiàng)的組合。這一系列選項(xiàng)為設(shè)計(jì)人員提供了多種器件，可用于需要過流/過壓保護(hù)的各種實(shí)際應(yīng)用。PolyZen 產(chǎn)品原理圖和相關(guān)術(shù)語定義如圖 1 所示。
PolyZen 產(chǎn)品原理圖及相關(guān)術(shù)語定義
PolyZen 器件可用于空間受限的設(shè)計(jì)。其熱保護(hù)精密齊納二極管可以幫助保護(hù)電子設(shè)備免受電壓瞬變、反向偏置、過流和電源使用不當(dāng)引起的故障。主要優(yōu)點(diǎn)包括多個(gè)器件的可用性、小外形尺寸、單個(gè)表面貼裝元件、可復(fù)位性以及提供超越分立器件性能的多功能保護(hù)。
PolyZen 設(shè)備：它是如何工作的
當(dāng)使用 PolyZen 器件的應(yīng)用中發(fā)生過壓故障時(shí)，該器件的齊納二極管和 PPTC 協(xié)同工作以幫助提供保護(hù)。發(fā)生保護(hù)的原因是，當(dāng)齊納二極管接近鉗位電壓時(shí)，齊納二極管中流動(dòng)的電流會(huì)導(dǎo)致其溫度升高。由于 PPTC 是熱粘合的，因此它也會(huì)暴露在溫度升高的環(huán)境中。這會(huì)導(dǎo)致其跳閘或進(jìn)入高電阻狀態(tài)。該器件的 IOUT 和 IFLT 將大大降低，不僅可以保護(hù) PolyZen 器件，還可以保護(hù)下游電子器件。
當(dāng)齊納鉗位時(shí)，無論二極管是正向偏置還是反向偏置，都會(huì)發(fā)生過壓故障保護(hù)。TE 電路保護(hù)在 PolyZen 器件中采用精密齊納二極管，因?yàn)樗軌蛟试S任一方向上的電流流動(dòng)。
圖 2 顯示了通用 PolyZen 器件的應(yīng)用框圖。
PolyZen 器件的典型應(yīng)用框圖
圖 3 顯示了特定 PolyZen 器件的典型故障響應(yīng)。在此示例中，PolyZen 器件（部件號(hào) ZEN056V130A 24CE）集成了 5.6V 齊納二極管 (Vz)、1.3A IHOLD PPTC 和 24V VIN（指定為 Vintmax 但縮寫為 VIN）。VIN接24V、10A限流電源，IOUT=0。當(dāng)故障電流在 24V 過壓 (VIN) 故障下流經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，PolyZen 器件的精密齊納二極管將輸出電壓鉗位在齊納鉗位電壓 Vz (~5.6V)，以保護(hù)負(fù)載電路。同時(shí)，PPTC 器件跳閘，切斷電流，以幫助保護(hù)齊納二極管以及整個(gè)電路。
PolyZen 設(shè)備的典型故障響應(yīng)
LED 應(yīng)用中的 EOS 故障
LED 應(yīng)用中可能出現(xiàn) EOS 故障的典型情況包括電源輸出不穩(wěn)定、過壓/過流條件產(chǎn)生的噪聲、組件退化以及熱插拔應(yīng)用中的浪涌電流。
如前所述，EOS 故障通常是暫時(shí)性的，但也可能是性的。基本上，當(dāng)電壓或電流尖峰的能量（即EOS故障）超過LED的指定設(shè)計(jì)值時(shí)，LED可能會(huì)被損壞。EOS 故障可能會(huì)導(dǎo)致 LED 立即損壞，或者在某些情況下，僅在 EOS 事件存在一段時(shí)間后才會(huì)導(dǎo)致故障。
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