Esta nota de aplicación describe las capacidades de los dispositivos PolyZen para la protección EOS en aplicaciones LED. El artículo establece que los dispositivos PolyZen pueden ayudar a reducir los niveles de energía de EOS, reducir la complejidad y el costo, brindar protección reiniciable multifunción y proporcionar una alternativa que ahorra espacio y costos.
Esta nota de aplicación describe las capacidades de los dispositivos PolyZen para la protección EOS en aplicaciones LED. El artículo establece que los dispositivos PolyZen pueden ayudar a reducir los niveles de energía de EOS, reducir la complejidad y el costo, brindar protección reiniciable multifunción y proporcionar una alternativa que ahorra espacio y costos.
prólogo
Con la creciente demanda actual de ahorro de energía y reducción del consumo de energía, los diodos emisores de luz (LED) se han convertido en la solución preferida para las aplicaciones de iluminación de próxima generación. Como resultado, se presta cada vez más atención a la protección contra daños causados por eventos EOS (sobretensión eléctrica). Esto se refiere específicamente a voltajes, corrientes o potencias no deseadas a las que puede estar expuesta una aplicación de LED.
Las aplicaciones LED son susceptibles de sufrir daños cuando los eventos EOS superan los requisitos máximos de las especificaciones de diseño. Los eventos EOS suelen ser transitorios. Es decir, ocurren durante un breve período de tiempo (generalmente menos de un segundo) y a menudo se denominan picos (como picos de corriente o picos de voltaje). Sin embargo, los eventos EOS pueden ser permanentes, como insertar una batería al revés en una linterna LED alimentada por batería. Un solo evento EOS, de corta o larga duración, o cualquier número de eventos puede dañar el LED. Este daño puede manifestarse como una falla inmediata o una falla que ocurre muchas horas después del evento EOS.
Enfoque de integración de PolyZen
Los dispositivos PolyZen integran y acoplan térmicamente diodos Zener de precisión y dispositivos PolySwitch PPTC (coeficiente de temperatura positiva de polímero). Esencialmente, los dispositivos PolyZen ofrecen diodos Zener protegidos térmicamente que ofrecen múltiples beneficios en un solo paquete. La serie de productos PolyZen incluye dos familias de dispositivos con números de pieza que terminan en “LS” o “CE”. Cada familia ofrece diferentes combinaciones de opciones de voltaje Zener (Vz), retención de corriente PPTC (IHOLD) y clasificación de voltaje de entrada (llamado Vintmax – VIN). Esta gama de opciones brinda a los diseñadores acceso a una amplia variedad de dispositivos que se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones prácticas que requieren protección contra sobrecorriente/sobrevoltaje. En la Figura 1 se muestra un esquema del producto PolyZen y las definiciones de los términos relacionados.
Los dispositivos PolyZen se pueden utilizar para diseños con limitaciones de espacio. Los diodos Zener de precisión protegidos térmicamente ayudan a proteger los equipos electrónicos de daños causados por transitorios de voltaje, polarización inversa, sobrecorriente y uso inadecuado de las fuentes de alimentación. Los beneficios clave incluyen disponibilidad de múltiples dispositivos, factor de forma pequeño, componente de montaje en superficie único, capacidad de reinicio y protección multifunción más allá del rendimiento de los dispositivos discretos.
Dispositivos PolyZen: cómo funciona
En el caso de una falla de sobrevoltaje en una aplicación que usa dispositivos PolyZen, el diodo Zener y el PPTC del dispositivo trabajan juntos para brindar protección. A medida que el zener se acerca al voltaje de fijación, la corriente que fluye a través del zener hace que la temperatura aumente, por lo que se produce la protección. Debido a que el PPTC está unido térmicamente, también está expuesto a temperaturas elevadas. Esto lo tropezará o lo pondrá en un estado de alta resistencia. El IOUT y el IFLT del dispositivo se reducen considerablemente, protegiendo no solo el dispositivo PolyZen sino también los componentes electrónicos aguas abajo.
La protección contra fallas por sobrevoltaje ocurre cuando el Zener se bloquea independientemente de si el diodo tiene polarización directa o inversa. TE Circuit Protection utiliza zeners de precisión en dispositivos PolyZen en función de su capacidad para pasar corriente en cualquier dirección.
En la Figura 2 se muestra un diagrama de bloques típico de la aplicación del dispositivo PolyZen.
En la Figura 3 se muestra una respuesta de falla típica de un dispositivo PolyZen en particular. En este ejemplo, un dispositivo PolyZen (p/n ZEN056V130A 24CE) integra un diodo Zener (Vz) de 5,6 V, un IHOLD PPTC de 1,3 A y VIN de 24 V (especificado como Vintmax, abreviado como VIN). VIN está conectado a una fuente de alimentación limitada de corriente de 24 V, 10 A e IOUT = 0. Un diodo Zener de precisión en el dispositivo PolyZen sujeta el voltaje de salida al voltaje de sujeción Zener Vz (aproximadamente 5,6 V) para proteger el circuito de carga cuando la corriente de falla pasa a través del sistema con una falla de sobrevoltaje (VIN) de 24 V. Al mismo tiempo, el dispositivo PPTC dispara y corta la corriente para proteger el diodo Zener y todo el circuito.
Fallo EOS en aplicaciones LED
Los escenarios típicos de fallas de EOS en aplicaciones LED son la inestabilidad de salida de la fuente de alimentación, el ruido generado por condiciones de sobrevoltaje/sobrecorriente, degradación de componentes y corriente de entrada en aplicaciones de intercambio en caliente.
Como se mencionó anteriormente, las fallas de EOS suelen ser temporales, pero también pueden ser permanentes. Básicamente, si la energía del pico de voltaje o corriente (es decir, la falla EOS) excede el valor de diseño especificado del LED, puede dañarse. Una falla de EOS puede hacer que un LED falle inmediatamente o, en algunos casos, puede ocurrir solo después de que el evento de EOS haya estado presente durante un período de tiempo.