La meilleure solution pour éviter la surchauffe et les dommages des LED haute puissance

La théorie et la pratique ont prouvé que les performances et la durée de vie des LED sont étroitement liées à la température de fonctionnement de la jonction PN de la LED. Lorsque la température de jonction dans la puce LED augmente de 10°C, le flux lumineux sera atténué de 1 % et la durée de vie de la LED sera réduite de 50 %. La surintensité, la surtension et la surchauffe réduiront considérablement les performances lumineuses et la durée de vie de la LED. Par conséquent, en plus d’une bonne conception de dissipation thermique, une protection sûre et fiable contre la surchauffe doit également être prise en compte.

Habituellement, pour les LED, environ 20 % de la puissance d’entrée est convertie en lumière et 80 % en chaleur. Cela dépend de divers facteurs. La génération de chaleur peut être liée à des irrégularités dans la couche inférieure et à l'émission de phonons, à l'étanchéité, aux matériaux, etc. De la chaleur totale générée par les LED, 90 % est transmise par conduction. Afin d'évacuer la chaleur de la jonction LED, la conduction est le principal canal de conduction thermique, car la convection et le rayonnement ne représentent qu'environ 10 % du transfert thermique total.

Évidemment, les sources lumineuses LED nécessitent des systèmes précis de gestion de l’énergie et de la chaleur, car par rapport aux autres sources lumineuses, la majeure partie de l’énergie électrique fournie aux LED est convertie en chaleur. Sans une gestion thermique appropriée, cette chaleur affectera la durée de vie des LED et le rendu des couleurs. Dans le même temps, étant donné que les dispositifs de commande de LED sont des dispositifs en silicium, ils tomberont bientôt en panne. Cela signifie qu'un dispositif de protection contre les surintensités de secours doit être équipé.

Alors, pourquoi dites-vous qu’une conception réussie d’éclairage LED haute puissance ne peut se passer du PPTC ? Beaucoup de gens pensent que le pilote de LED lui-même peut fournir des fonctions de protection contre les surintensités et les surchauffes. Il n'est pas nécessaire d'ajouter un périphérique PPTC en externe, car cela augmenterait le coût supplémentaire. Mais c’est une vision erronée. De nombreux pilotes de LED sont facilement endommagés par une tension continue et une mauvaise polarité. La sortie du driver LED peut également être endommagée ou détruite en raison d'un court-circuit. Bien que la plupart des pilotes de LED contiennent des fonctionnalités de sécurité intégrées, notamment un arrêt thermique et une détection de circuit ouvert et de court-circuit de LED. Cependant, pour protéger les circuits intégrés (CI) et autres composants électroniques sensibles, des dispositifs de protection contre les surintensités supplémentaires peuvent être nécessaires. Par conséquent, seul le PPTC (en particulier le PolySwitchPPTC réinitialisable) est la solution la plus appropriée pour éviter la surchauffe et l'endommagement des LED haute puissance.

Les fonctionnalités de protection qu'un pilote à courant constant de LED haute puissance typique peut fournir comprennent : une protection contre l'arrêt thermique, un comparateur de surtension/surintensité, un MOSFET à courant élevé, un ajustement de la taille du courant et un certain niveau de protection ESD. Cependant, sa fonction d'arrêt thermique n'est qu'une fonction d'autoprotection et elle est difficile à appliquer à la protection de conception contre la surchauffe des LED. Ses fonctions de protection contre les surtensions/surintensités nécessitent un circuit externe de protection contre les surtensions, et la coupure de l'alimentation peut entraîner d'autres problèmes. Le mode de défaillance du MOSFET à courant élevé est généralement un court-circuit, ce qui constitue un facteur potentiellement dangereux. La prise en compte des caractéristiques de régulation actuelles pour la gradation des LED peut entraîner des problèmes de surchauffe des LED.

Mais le concept du PPTC pour protéger les LED haute puissance est différent. Il présente les 4 avantages uniques suivants : 1) Le mode de défaillance typique du PPTC est une impédance élevée, de sorte que les LED sont sûres même en cas de défaut. 2) PPTC peut mesurer directement la température de la LED, afin qu'elle puisse être protégée personnellement. 3) PPTC peut réaliser des fonctions de protection contre les surchauffes, les surintensités et les surtensions. Il est très simple à utiliser et ne nécessite pas de circuits externes. La LED peut fonctionner normalement même dans l'état protégé. 4) Permettre aux concepteurs de réaliser une conception de gradation à moindre coût sans se soucier des problèmes de sécurité. Par conséquent, il suffit d'équiper un dispositif PPTC en dehors du driver LED pour obtenir une sécurité renforcée, répondre aux normes de sécurité les plus strictes et réduire les coûts.