兩款LED開路保護器解決方案剖析

從上面的分析可知：在LED正常時，器件不起作用(相當開路);在LED損壞開路時，它起作用(相當通路)，使LED的電路能形成通路而工作。

NUD4700的主要參數

NUD4700的主要參數：峰值重復關閉狀態時電壓為-0.3～+10V;關閉狀態時的漏電流ILEAK為100～250μA;啟動電壓(也稱為“擊穿電壓”Breakdown Voltage)V(BR)為5.5～7.5V;保持電流IH為6～12mA;閉鎖電流(latching Current)IL為35～70mA;導通狀態電壓VT為1～1.2V;導通狀態時的平均電流IT(AVG)為0.376～1.3A(電流大小與焊盤面積有關：在焊盤面積為25.4mm×25.4mm時，散熱條件好，IT可達1.3A);該器件為貼片式2mm×2.1mm封裝(高度為1mm);工作溫度范圍為-40～+85℃。

典型工作波形

NUD4700的典型工作波形如圖6所示。圖6中，綠色是LED電流波形，棕色是NUD4700關閉狀態轉換到導通狀態的波形。橢圓內是LED開路瞬間波形，此時，LED電流IF經一些波動后恢復到原來電流;與此同時，NUD4700由關閉狀態轉換到導通狀態，其電壓由VF下降到1～1.2V，其響應時間是很快的(dv/dt最小值為250V/μs)。

圖6 NUD4700工作波形圖

SMD602的結構與工作原理

SMD602的內部結構如圖7所示，它的基本結構與NUD4700相同，但增加了一個反接的二極管，可在LED串極性接反時提供一個電流通路，由于二極管的正向壓降為1.1～1.5V，其可保護LED免受反壓擊穿(一般LED反壓擊穿電壓為5V)。

圖7 SMD602內部結構

SMD602的工作原理與NUD4700完全相同。它的正極與LED的陽極連接，負極與LED的陰極連接，如圖8所示。在LED沒有開路時，SMD602都為關閉狀態，其漏電流為100μA(典型值)。圖中橘黃色線為LED電流ILED。

圖8 SMD602工作在LED導通狀態下

若在串聯的LED中有一個開路，如圖9所示，則與此并聯的SMD602的正、負極之間電壓大于其開啟電壓4.65～5.25V，此器件由關閉狀態轉換為導通狀態，降壓為1～1.2V。LED電流經SMD602內部的晶閘管后流到下一個LED，保證其他未開路的LED正常工作。圖中用紅線X表示此LED開路。

圖9 SMD602工作在LED開路狀態下

若LED串與驅動器連接時極性接反，則有可能LED受反壓過大而損壞。由于SMD602內部有反接二極管，在LED串極性接反時，其內部的二極管極性是正確的，則LED的電流經SMD內部的二極管形成回路，LED得到保護，如圖10所示。

圖10 SMD602工作在LED反接狀態下

SMD602主要參數與特性

SMD602的主要參數：輸入電壓VDC最大值為38V;導通狀態時最大電流IBP=500mA;反向電流IR最大值為500mA;啟動電壓V(BR)為4.65～5.25V，導通狀態時壓降VT為1～1.2V;在LED極性反接時，其壓差為1.1～1.5V;在關閉狀態時漏電流為100～150μA;維持電流IH最大值為20mA，工作溫度范圍-40～+85℃。

圖11 SMD602的特性

SMD602有兩種封裝：2mm×2mm FBP封裝及3引腳SOT-89封裝，其引腳排列如圖12所示。

圖12 SMD602的引腳排列

結束語

以上介紹的兩種LED開路保護器適用于1W大功率LED，其ILED電流為350mA。它們可以與LED一起安裝在六角形的鋁基板上。