LED照明保險(xiǎn)絲選型要求之開機(jī)脈沖

 保險(xiǎn)絲在整個(gè)LED照明的電源中所占比率很小，一般一個(gè)電源只使用1顆保險(xiǎn)絲，很多情況下不太能夠引起電源設(shè)計(jì)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(xiǎn)絲使用的經(jīng)驗(yàn)。

在LED照明電源上選擇保險(xiǎn)絲有很多考慮因素，但是其中一個(gè)很重要的因素就是要考慮電源開機(jī)瞬間所導(dǎo)致的開機(jī)脈沖，如果選型不當(dāng)，開機(jī)脈沖會把保險(xiǎn)絲沖斷，導(dǎo)致燈點(diǎn)不亮。

一、為什么會有開機(jī)脈沖?

由于LED 照明電源一般都是開關(guān)電源，而開關(guān)電源一般都會使用較大的電容濾波，由于開機(jī)瞬間電容充電而形成一個(gè)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(gè)：

二、哪些元件影響開機(jī)脈沖?

由于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部分只影響參數(shù)R。如果總阻抗增加，會降低Peak值，同時(shí)增加脈沖寬度。

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(jì)。所以也可以認(rèn)為無影響。

電感，本身帶有阻抗與電感;所以一方面影響脈沖的Peak，另外也會起到延長脈沖的作用。在實(shí)際使用中，影響比較大一些。

濾波電容，由于電容量與ESR的存在，導(dǎo)致濾波電容的大小和種類的不同，開機(jī)脈沖的Peak與實(shí)際寬度也不一樣。濾波電容是實(shí)際使用中對于開機(jī)脈沖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(shí)還會存在補(bǔ)償電路，所以開機(jī)脈沖往往非常小。美國能源之星對>5w的LED照明燈具就有PF值要求;采用IEC標(biāo)準(zhǔn)的國家或地區(qū)25w以上有要求。

三、實(shí)際開機(jī)波形的測試

由于電網(wǎng)電壓是正弦波，隨著相位的不同，電源的開機(jī)脈沖也不同，所以我們選擇在90°相位情況下測試。

1、電容增大，由于ESR和容量的共同影響，導(dǎo)致開機(jī)脈沖Peak增大，脈沖寬度也增加

2、使用色碼電感后，由于阻抗與電感的共同作用，改變了波形的形狀，同時(shí)降低了脈沖的Peak電流值。

四、如何保證保險(xiǎn)絲開機(jī)不斷?

每次脈沖沖擊保險(xiǎn)絲，保險(xiǎn)絲都會受到一定的損傷，經(jīng)過多次反復(fù)沖擊保險(xiǎn)絲就會熔斷。以下為AEM產(chǎn)品耐受沖擊次數(shù)的表格：

如果要保證保險(xiǎn)絲承受10萬次的電源開機(jī)脈沖沖擊而不斷，那么要選擇保險(xiǎn)絲的I2t>開機(jī)脈沖能量的5倍以上。以2.2uF電容無電感的脈沖波形為例，計(jì)算開機(jī)脈沖能量=(37.5)2*0.000019*1/2=0.013，只要選擇保險(xiǎn)絲I2t > 0.065(0.013*5)即可保證保險(xiǎn)絲可承受冷開機(jī)情況下10萬次脈沖。如果考慮熱開機(jī)情況，那么需要考慮溫度折減系數(shù)，以AEM產(chǎn)品為例，在105℃狀態(tài)下，大約只折減80%，也就是說，如果要達(dá)到熱開機(jī)10萬次，保險(xiǎn)絲不斷，那么只要選擇保險(xiǎn)絲的I2t > 0.081(0.065/80%)。

五、從LED照明的開機(jī)脈沖角度來說，快慢斷保險(xiǎn)絲均可適用

有很多工程師朋友因?yàn)槭褂昧?xí)慣而較多的采用慢斷型保險(xiǎn)絲，實(shí)際上對于LED照明來說快慢斷保險(xiǎn)絲均可滿足要求，只要在選型的時(shí)候注意保證保險(xiǎn)絲的I2t > 開機(jī)脈沖的6.5倍即可保證熱開機(jī)10萬次不斷。

目前市場上能夠滿足LED照明的保險(xiǎn)絲種類比較多，常見的有傳統(tǒng)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(xiǎn)絲——MF系列，如果工程師朋友遇到使用空間、生產(chǎn)工藝成本的壓力，可以選用貼片型的產(chǎn)品。