LED 应用中提供 EOS 保护的功能

本应用笔记介绍了 PolyZen 器件在 LED 应用中提供 EOS 保护的功能。本文指出，PolyZen 器件有助于降低 EOS 能量水平、降低复杂性和成本、提供多功能可复位保护、提供节省空间和成本的替代方案。

本应用笔记介绍了 PolyZen 器件在 LED 应用中提供 EOS 保护的功能。本文指出，PolyZen 器件有助于降低 EOS 能量水平、降低复杂性和成本、提供多功能可复位保护、提供节省空间和成本的替代方案。

介绍

随着当今对提高节能和降低功耗的需求不断增长，发光二极管（或 LED）已成为下一代照明应用的解决方案。因此，人们越来越关注如何防止 EOS（电气过应力）事件造成的损坏，具体而言，EOS 是指 LED 应用可能遭受的任何不良电压、电流或功率。

当 EOS 事件超过设计规范的要求时，LED 应用很容易受到损坏。EOS 事件通常是短暂的；意味着它们发生的时间很短，通常小于一秒，并且通常被称为尖峰（例如，电流尖峰或电压尖峰）。然而，EOS 事件可能是性的，例如将电池向后插入电池供电的 LED 手电筒中。任何单个 EOS 事件，无论持续时间长短，或任意数量的事件，都有可能对 LED 造成损坏。这种损坏可以表现为立即故障，也可以表现为 EOS 事件后数小时内发生的故障。

PolyZen 集成方法

PolyZen 器件集成了精密齐纳二极管和 PolySwitch PPTC（聚合物正温度系数）器件，并通过热粘合方式实现。本质上，PolyZen 器件提供了热保护齐纳二极管，该二极管在单个封装中提供多种优势。PolyZen 系列产品包括两个器件系列，部件号以“LS”和/或“CE”结尾。每个系列都提供不同齐纳电压 (Vz)、PPTC 保持电流 (IHOLD) 和输入电压额定值 (Vintmax – 称为 VIN) 选项的组合。这一系列选项为设计人员提供了多种器件，可用于需要过流/过压保护的各种实际应用。PolyZen 产品原理图和相关术语定义如图 1 所示。

　
PolyZen 产品原理图及相关术语定义

PolyZen 器件可用于空间受限的设计。其热保护精密齐纳二极管可以帮助保护电子设备免受电压瞬变、反向偏置、过流和电源使用不当引起的故障。主要优点包括多个器件的可用性、小外形尺寸、单个表面贴装元件、可复位性以及提供超越分立器件性能的多功能保护。

PolyZen 设备：它是如何工作的

当使用 PolyZen 器件的应用中发生过压故障时，该器件的齐纳二极管和 PPTC 协同工作以帮助提供保护。发生保护的原因是，当齐纳二极管接近钳位电压时，齐纳二极管中流动的电流会导致其温度升高。由于 PPTC 是热粘合的，因此它也会暴露在温度升高的环境中。这会导致其跳闸或进入高电阻状态。该器件的 IOUT 和 IFLT 将大大降低，不仅可以保护 PolyZen 器件，还可以保护下游电子器件。

当齐纳钳位时，无论二极管是正向偏置还是反向偏置，都会发生过压故障保护。TE 电路保护在 PolyZen 器件中采用精密齐纳二极管，因为它能够允许任一方向上的电流流动。

图 2 显示了通用 PolyZen 器件的应用框图。

　
PolyZen 器件的典型应用框图

图 3 显示了特定 PolyZen 器件的典型故障响应。在此示例中，PolyZen 器件（部件号 ZEN056V130A  24CE）集成了 5.6V 齐纳二极管 (Vz)、1.3A IHOLD PPTC 和 24V VIN（指定为 Vintmax 但缩写为 VIN）。VIN接24V、10A限流电源，IOUT=0。当故障电流在 24V 过压 (VIN) 故障下流经系统时，PolyZen 器件的精密齐纳二极管将输出电压钳位在齐纳钳位电压 Vz (~5.6V)，以保护负载电路。同时，PPTC 器件跳闸，切断电流，以帮助保护齐纳二极管以及整个电路。

　
PolyZen 设备的典型故障响应

LED 应用中的 EOS 故障

LED 应用中可能出现 EOS 故障的典型情况包括电源输出不稳定、过压/过流条件产生的噪声、组件退化以及热插拔应用中的浪涌电流。

如前所述，EOS 故障通常是暂时性的，但也可能是性的。基本上，当电压或电流尖峰的能量（即EOS故障）超过LED的指定设计值时，LED可能会被损坏。EOS 故障可能会导致 LED 立即损坏，或者在某些情况下，仅在 EOS 事件存在一段时间后才会导致故障。