LED照明へのヒューズの応用

LED照明へのヒューズの応用
LED照明器具の過電流保護は、灯体の入力電流から考慮する必要があります。 LED 照明器具の入力電流には、主に DC 入力とグリッド AC 入力の 2 つの基本タイプがあります。 2 つのタイプの主な違いは、駆動電源に AC-DC モジュールが搭載されているかどうかです。入力電流のタイプが異なると、過電流保護方法も異なります。ヒューズの適用は、特定の状況に応じて検討する必要があります。

1. DC 入力タイプの DC in ヒューズを選択する場合は、ヒューズの温度低減係数パラメータに特別な注意を払う必要があります。ハイパワー LED の熱は比較的大きいため、LED ランプ カップ内の温度は比較的高くなります。温度低減を選択した場合は、より大きなヒューズを選択し、より大きな電流仕様を選択します。同じ動作電流の下で​​は、電流が大きいヒューズの保護能力は相対的に低下します。さらに、DC 入力ではバックエンドでコンデンサ フィルタリングが使用されるため、比較が発生します。電源オンパルス電流が大きいため、この部分のヒューズを選択するときはパルス条件に注意する必要があります。そうでない場合、間違った選択をすると、電源オンパルスによってヒューズが簡単に破壊され、ヒューズを切断するのが困難になります。多くの電源投入および突入電流の実験を通じて、ここがおすすめです 耐パルス性の強い製品を使用してください。

2. 駆動出力端のヒューズの選定は、ヒューズの温度低下率に留意するとともに、ヒューズの溶断速度指数も考慮する必要があります。ここでの電流変動は大きくないため、異常な回路や部品の故障の場合に必要です。後部の LED ストリングを保護するために回路をすぐに遮断します。この位置には速断タイプの温度低下型ヒューズを選択することをお勧めします。
上記の 2 つの場合、一般に、AEM Technology の SolidMatrix® など、より多くの SMD 低電圧ヒューズが市場で入手可能です。技術ヒューズは、サイズが 0402 ～ 1206、電流仕様が 0.5 ～ 30A、速断性、速断性があり、異なるシリーズ、異なる仕様、および高パルス耐性、遅い遮断などの異なる特性を持つ製品が対象となります。エンジニアが選ぶ。

3. AC 入力 LED 照明、特に LED 電球の AC イン位置では、ヒューズのサイズとヒューズの耐電圧の両方を考慮する必要があります。 AEM Technology が発売した AirMatrixTM AF2 シリーズのチップ ヒューズを考えてみましょう。このシリーズのヒューズは小型で、250VAC の電圧に耐えることができます。また、高い一貫性、低い内部抵抗、および高いパルス耐性という利点もあります。

ダブルヒューズが大電流の基板レベル回路を効果的に保護します

要件を満たすヒューズがないため、電流の増加による損傷から回路基板のコンポーネントを保護することは困難です。保護方法としては、慎重に設計された二重ヒューズ回路、または十分な定格を持つ単一ヒューズを使用できます。ただし、同じヒューズは 2 つ存在しないため、常に一方のヒューズが他方よりも多くの電流に耐えることになります。したがって、線電流が仕様範囲内であっても、より高い負荷がかかるヒューズが溶断し、すぐにもう一方のヒューズも溶断します。この問題を解決するにはどうすればよいでしょうか?以下は、デュアル ヒューズ ソリューションに必要な保護を提供するためのヒューズのマッチングと回路定格の決定に関するガイドラインです。

UL 標準ヒューズには通常、必要な回路保護を確実に提供できるように 75% のディレーティング係数が設定されています。ヒューズの DC インピーダンスの許容誤差は通常 15% です。したがって、最悪の場合、ランダムに選択された 2 つのヒューズ (同じ定格電流、同じメーカーのもの) の DC インピーダンスは 35% 異なる可能性があります (1.15 Rdc/0.85 Rdc = 1.35、つまり 35% の差)。 2 つのヒューズの DC インピーダンスが大きく異なる場合、そこを流れる電流も大きく異なり、回路の保護に問題が生じます。一般に、一方のヒューズは他方のヒューズよりも高い電流に耐え、過電流制限近くで動作する可能性がありますが、もう一方のヒューズは安全制限をはるかに下回ります。したがって、1 つの機能を完了するために 2 つのヒューズを使用すると、回路の過電流保護に影響します。

DC インピーダンスに加えて、もう 1 つの重要な考慮事項は、2 つのヒューズの位置間の温度差です。ヒューズは温度に敏感なデバイスであり、周囲温度が上昇すると実効定格電流が減少します。 2 つの並列ヒューズのうちの 1 つの動作温度が他方よりも高い場合、有効定格電流は小さくなり、そのため他方よりも早く過負荷に陥ります。

2 つの並列ヒューズの使用には上記の不確実性がありますが、次の 4 つの側面からその動作の信頼性を向上させることができます。
1) 2 つのヒューズは可能な限り一致する必要があります。両方のヒューズが同じ定格を持つだけでなく、両方のヒューズが同時に製造されていることを確認することもお勧めします。これにより、2 つのヒューズの DC インピーダンスが可能な限り一致するようになります。
2) 2 つのヒューズでは電流を均等に分割することはできません。したがって、20% のディレーティング係数をポートフォリオに追加する必要があります。
3) 各ヒューズの熱履歴を注意深く追跡します。両方のヒューズは、周囲温度と通常の動作温度を含む同じ温度に保つ必要があります。したがって、両方のヒューズが同じ空気流にさらされていること、およびリードまたはヒューズ クリップに同様の熱伝導メカニズムがあることを確認してください。
4) 最大遮断電流は 2 つのヒューズの最大遮断電流の合計ではなく、1 つのヒューズの値に等しくなります。同様に、最大遮断電圧も 2 つのヒューズの遮断電圧の合計ではなく、1 つのヒューズの値に等しくなります。

上記の設計ガイドラインに従うと、2 つの並列ヒューズを流れる電流は基本的に等しく、それぞれの過電流制限を十分に下回って動作することができます。さらに、過負荷イベントが発生すると、2 つのヒューズがほぼ同時に開き、回路基板のコンポーネントが保護されます。