LED照明保險絲選型要求之開機脈衝
發布時間:2012-05-31
中心議題:
- 為什麼會有開機脈衝?
- 哪些元件影響開機脈衝?
- 實際開機波形的測試
- 如何保證保險絲開機不斷?
- 從LED照明的開機脈衝角度來說,快慢斷保險絲均可適用
保險絲在整個LED照明的電源中所占比率很小,一般一個電源隻使用1顆保險絲,很多情況下不太能夠引起電源設計工程師的注意,在此向各位工程師朋友分享一下在LED lighting上保險絲使用的經驗。
在LED照(zhao)明(ming)電(dian)源(yuan)上(shang)選(xuan)擇(ze)保(bao)險(xian)絲(si)有(you)很(hen)多(duo)考(kao)慮(lv)因(yin)素(su),但(dan)是(shi)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)因(yin)素(su)就(jiu)是(shi)要(yao)考(kao)慮(lv)電(dian)源(yuan)開(kai)機(ji)瞬(shun)間(jian)所(suo)導(dao)致(zhi)的(de)開(kai)機(ji)脈(mai)衝(chong),如(ru)果(guo)選(xuan)型(xing)不(bu)當(dang),開(kai)機(ji)脈(mai)衝(chong)會(hui)把(ba)保(bao)險(xian)絲(si)衝(chong)斷(duan),導(dao)致(zhi)燈(deng)點(dian)不(bu)亮(liang)。
一、為什麼會有開機脈衝?
由於LED 照明電源一般都是開關電源,而開關電源一般都會使用較大的電容濾波,由於開機瞬間電容充電而形成一個較大的電流尖峰。
從理論上來看,電容充電的影響因素有3個:

二、哪些元件影響開機脈衝?
由於LED照明電路,在整流橋之前比較類似,所以針對LED照明輸入電路來逐一分析影響因素:

- Fuse、PCB走線、整流橋,此3部分隻影響參數R。如果總阻抗增加,會降低Peak值,同時增加脈衝寬度。
- MOV,無影響
- X電容,會影響C和R,但是與濾波電容相比,X電容往往非常小,可以忽略不計。所以也可以認為無影響。電感,本身帶有阻抗與電感;所以一方麵影響脈衝的Peak,另外也會起到延長脈衝的作用。在實際使用中,影響比較大一些。
- 濾波電容,由於電容量與ESR的存在,導致濾波電容的大小和種類的不同,開機脈衝的Peak與實際寬度也不一樣。濾波電容是實際使用中對於開機脈衝影響最大的電源元件。
- PFC:帶有PF值要求的電路,往往使用更小的濾波電容,同時還會存在補償電路,所以開機脈衝往往非常小。美國能源之星對>5w的LED照明燈具就有PF值要求;采用IEC標準的國家或地區25w以上有要求。
三、實際開機波形的測試
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由於電網電壓是正弦波,隨著相位的不同,電源的開機脈衝也不同,所以我們選擇在90°相位情況下測試。
1、電容增大,由於ESR和容量的共同影響,導致開機脈衝Peak增大,脈衝寬度也增加

2、使用色碼電感後,由於阻抗與電感的共同作用,改變了波形的形狀,同時降低了脈衝的Peak電流值。

四、如何保證保險絲開機不斷?
每次脈衝衝擊保險絲,保險絲都會受到一定的損傷,經過多次反複衝擊保險絲就會熔斷。以下為AEM產品耐受衝擊次數的表格:

如果要保證保險絲承受10萬次的電源開機脈衝衝擊而不斷,那麼要選擇保險絲的I2t>開機脈衝能量的5倍以上。以2.2uF電容無電感的脈衝波形為例,計算開機脈衝能量=(37.5)2*0.000019*1/2=0.013,隻要選擇保險絲I2t > 0.065(0.013*5)即可保證保險絲可承受冷開機情況下10萬次脈衝。如果考慮熱開機情況,那麼需要考慮溫度折減係數,以AEM產品為例,在105℃狀態下,大約隻折減80%,也就是說,如果要達到熱開機10萬次,保險絲不斷,那麼隻要選擇保險絲的I2t > 0.081(0.065/80%)。
五、從LED照明的開機脈衝角度來說,快慢斷保險絲均可適用
有很多工程師朋友因為使用習慣而較多的采用慢斷型保險絲,實際上對於LED照明來說快慢斷保險絲均可滿足要求,隻要在選型的時候注意保證保險絲的I2t > 開機脈衝的6.5倍即可保證熱開機10萬次不斷。
目前市場上能夠滿足LED照明的保險絲種類比較多,常見的有傳統的玻璃管、陶瓷管、塑封插件等類型,也有如AEM 推出的250Vac貼片保險絲——MF係列,如果工程師朋友遇到使用空間、生產工藝成本的壓力,可以選用貼片型的產品。
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