LED照明电源上选择保险丝有很多考虑因素,但是其中一个很重要的因素就是要考虑电源开机瞬间所导致的开机脉冲,如果选型不当,开机脉冲会把保险丝冲断,导致灯点不亮。

一、为什么会有开机脉冲?

由于LED照明电源一般都是开关电源,而开关电源一般都会使用较大的电容滤波,由于开机瞬间电容充电而形成一个较大的电流尖峰。

从理论上来看,电容充电的影响因素有3个:



二、哪些元件影响开机脉冲?

由于LED照明电路,在整流桥之前比较类似,所以针对LED照明输入电路来逐一分析影响因素:



Fuse、PCB走线、整流桥,此3部分只影响参数R.如果总阻抗增加,会降低Peak值,同时增加脉冲宽度。

MOV,无影响

X电容,会影响C和R,但是与滤波电容相比,X电容往往非常小,可以忽略不计。所以也可以认为无影响。电感,本身带有阻抗与电感;所以一方面影响脉冲的Peak,另外也会起到延长脉冲的作用。在实际使用中,影响比较大一些。

滤波电容,由于电容量与ESR的存在,导致滤波电容的大小和种类的不同,开机脉冲的Peak与实际宽度也不一样。滤波电容是实际使用中对于开机脉冲影响最大的电源元件。

PFC:带有PF值要求的电路,往往使用更小的滤波电容,同时还会存在补偿电路,所以开机脉冲往往非常小。美国能源之星对》5w的LED照明灯具就有PF值要求;采用IEC标准的国家或地区25w以上有要求。

三、实际开机波形的测试

由于电网电压是正弦波,随着相位的不同,电源的开机脉冲也不同,所以我们选择在90°相位情况下测试。

1、电容增大,由于ESR和容量的共同影响,导致开机脉冲Peak增大,脉冲宽度也增加



2、使用色码电感后,由于阻抗与电感的共同作用,改变了波形的形状,同时降低了脉冲的Peak电流值。

 


四、如何保证保险丝开机不断?

每次脉冲冲击保险丝,保险丝都会受到一定的损伤,经过多次反复冲击保险丝就会熔断。以下为AEM产品耐受冲击次数的表格:



如果要保证保险丝承受10万次的电源开机脉冲冲击而不断,那么要选择保险丝的I2t》开机脉冲能量的5倍以上。以2.2uF电容无电感的脉冲波形为例,计算开机脉冲能量=(37.5)2*0.000019*1/2=0.013,只要选择保险丝I2t》0.065(0.013*5)即可保证保险丝可承受冷开机情况下10万次脉冲。如果考虑热开机情况,那么需要考虑温度折减系数,以AEM产品为例,在105℃状态下,大约只折减80%,也就是说,如果要达到热开机10万次,保险丝不断,那么只要选择保险丝的I2t》0.081(0.065/80%)。

五、从LED照明的开机脉冲角度来说,快慢断保险丝均可适用

有很多工程师朋友因为使用习惯而较多的采用慢断型保险丝,实际上对于LED照明来说快慢断保险丝均可满足要求,只要在选型的时候注意保证保险丝的I2t》开机脉冲的6.5倍即可保证热开机10万次不断。

目前市场上能够满足LED照明的保险丝种类比较多,常见的有传统的玻璃管、陶瓷管、塑封插件等类型,也有如AEM推出的250Vac贴片保险丝——MF系列,如果工程师朋友遇到使用空间、生产工艺成本的压力,可以选用贴片型的产品。