La mejor solución para evitar que los LED de alta potencia se sobrecalienten y dañen

Tanto la teoría como la práctica han demostrado que el rendimiento y la vida útil de los LED están estrechamente relacionados con la temperatura de funcionamiento de la unión PN del LED. Cuando la temperatura de unión en el chip LED aumenta 10°C, el flujo luminoso se atenuará en un 1% y la vida útil del LED se reducirá en un 50%. La sobrecorriente, la sobretensión y el sobrecalentamiento reducirán significativamente el rendimiento luminoso y la vida útil del LED. Por lo tanto, además de un buen diseño de disipación de calor, también se debe considerar una protección segura y confiable contra el sobrecalentamiento.

Normalmente, en el caso de los LED, aproximadamente el 20% de la potencia de entrada se convierte en luz y el 80% en calor. Esto depende de una variedad de factores. La generación de calor puede estar relacionada con irregularidades en la capa inferior y emisión de fonones, sellado, materiales, etc. Del calor total generado por los LED, el 90% se transmite por conducción. Para disipar el calor de la unión LED, la conducción es el canal principal de conducción de calor, porque la convección y la radiación solo representan aproximadamente el 10% de la transferencia total de calor.

Obviamente, las fuentes de luz LED requieren sistemas precisos de gestión térmica y de energía, porque en comparación con otras fuentes de luz, la mayor parte de la energía eléctrica proporcionada a los LED se convierte en calor. Sin una gestión térmica adecuada, este calor afectará la vida útil del LED y la salida de color. Al mismo tiempo, dado que los dispositivos de conducción LED son dispositivos de silicio, pronto fallarán. Esto significa que se debe equipar un dispositivo de protección contra sobrecorriente de respaldo a prueba de fallas.

Entonces, ¿por qué dice que el diseño exitoso de iluminación LED de alta potencia no puede prescindir del PPTC? Mucha gente piensa que el controlador LED en sí puede proporcionar funciones de protección contra sobrecorriente y sobrecalentamiento; no es necesario agregar un dispositivo PPTC externo, porque esto aumentará el costo adicional. Pero ésta es una visión equivocada. Muchos controladores LED se dañan fácilmente con voltaje CC y polaridad incorrecta. La salida del controlador LED también puede dañarse o destruirse debido a un cortocircuito. Aunque la mayoría de los controladores LED contienen funciones de seguridad integradas, incluido el apagado térmico y la detección de circuito abierto y cortocircuito del LED. Sin embargo, para proteger los circuitos integrados (CI) y otros componentes electrónicos sensibles, es posible que se requieran dispositivos de protección contra sobrecorriente adicionales. Por lo tanto, sólo PPTC (especialmente el PolySwitchPPTC reiniciable) es la solución más adecuada para evitar el sobrecalentamiento y daños a los LED de alta potencia.

Las características de protección que puede proporcionar un controlador de corriente constante LED de alta potencia típico incluyen: protección de apagado térmico, comparador de sobretensión/sobrecorriente, MOSFET de alta corriente, ajuste del tamaño de corriente y un cierto nivel de protección ESD. Sin embargo, su función de apagado térmico es solo una función de autoprotección y es difícil de aplicar a la protección del diseño contra sobrecalentamiento del LED. Sus funciones de protección contra sobretensión/sobrecorriente requieren un circuito externo de protección contra sobretensión, y apagar la fuente de alimentación puede causar otros problemas. El modo de falla del MOSFET de alta corriente suele ser un cortocircuito, que es un factor potencialmente inseguro. Darse cuenta de las características de regulación actuales para la atenuación del LED puede causar problemas de sobretemperatura del LED.

Pero el concepto de PPTC para proteger los LED de alta potencia es diferente. Tiene las siguientes 4 ventajas únicas: 1) El modo de falla típico de PPTC es la alta impedancia, por lo que los LED son seguros incluso en un estado de falla. 2) PPTC puede medir directamente la temperatura del LED, por lo que puede protegerse personalmente. 3) PPTC puede realizar funciones de protección contra sobretemperatura, sobrecorriente y sobretensión. Es muy sencillo de utilizar y no requiere circuitos externos. El LED puede funcionar normalmente incluso en estado protegido. 4) Permitir a los diseñadores lograr un diseño de atenuación a un costo menor sin preocuparse por problemas de seguridad. Por lo tanto, sólo es necesario equipar un dispositivo PPTC fuera del controlador LED para lograr una mayor seguridad, cumplir con los estándares de seguridad más estrictos y lograr una reducción de costos.