タイコ エレクトロニクス ジャパン合同会社発光ダイオード（LED）照明システム回路保護に関するアプリケーション利点 / 特長 ・ 素子不具合による生ずる発火に対する保護

・ LED照明システムメーカーの国際安全基準適合に対する貢献

・ 各種LED照明システムが直面する過電流 ・ 過電圧不具合及び過熱に対する協調的な回路保護

・ 幅広い製品ラインナップと形状が柔軟な設計に貢献

・ 量産対応可能

・ 照明設計要求にチューニングした素子仕様

・ RoHS適合

・ ELV適合

アプリケーション ・ 電圧及びサージ電流からの電源入力保護

・ 過電流及び過熱時における非常用照明バッテリー保護

・ 回路短絡時及びLEDバックライト過負荷時における液晶ディスプレイ（LCD）保護

・ 低電圧LED照明器具に使用されるClass 2電源の 高電圧保護

・ 交流LED照明製品寿命延長用過熱保護

・ LED発光エレメントに対する静電気（ESD）保護

http://www.tycoelectronics.com/japan/raychem/polyswitch.html

LEDに対する熱対策問題点 ： LED自己発熱LEDに供給される電気エネルギーの殆どは、光でなく熱に変換されます。もし、この発生した熱処理を誤るとLEDの寿命を短くするのみでなくLEDが発光する光そのものの品質を損なうことになります。

解決策 ： ポリスイッチLEDにポリスイッチを直列接続することで過電流を保護することが出来ます。また、ポリスイッチを回路基板のメタルコア部もしくはLEDヒートシンクに接合し、熱的結合させることにより過電流保護のみならず過熱からも保護することが出来ます。

照明システムに関連する現在開発中の全ての技術開発の中でLED技術は、極めて近い将来、マーケットを急速に変化させることになる技術の一つと言えます。LED技術は決して新しいものではありません。しかしながら、改良されたLED発光体のチップ設計や原材料は、LEDをより高輝度とすると共に広範囲な可視光色調範囲アプリケーションとして使用可能な長寿命光源とすることを可能としました。

LEDは長寿命と認識されていますが、その寿命は幾つかの要素に依存していることを考慮しなければなりません。LEDの寿命を左右するものとしては、主にジャンクション温度、作動電圧及び作動電流が挙げられます。そして、LED照明製品がこれらの要素の規定値を超過した場合でも適正に保護されることをより慎重に確認する必要があります。

また、この新しい照明技術が既存の照明システム同様、抵抗なく消費者に受け入れられると共に信頼されるようにLED照明製品が世界的安全基準を満足することをより慎重に検証する必要があります。

電源入力保護問題点 ： 電源ライン上のトランジェント及びサージによるLED短寿命化LED使用環境下で発生する様々な高サージ電圧は、LEDの寿命を著しく短くします。

解決策 ： ポリスイッチLVR素子とMOV（メタルオキサイドバリスタ）の併用メタルオキサイドバリスタ（MOV）を入力‐GND間に設置することでLEDモジュールを過電圧から保護することが出来ます。注記 ： LVR素子をMOVの前方もしくは後方に設置することが出来ます。図3にLVR素子をMOV素子の前方に設置した例を示します。多くの製品製造会社は、回路保護に上流のフェイルセーフ保護と復帰性のあるポリスイッチ素子とを組み合わせることを好まれます。この例においてR1は、最悪ケースの不具合電流をLVR素子の規定された電流定格内に維持し続ける機能を持たせたバラスト抵抗の一例です。R1は、フェイルセーフ保護素子ではありません。敢えて言えばヒューズがフェイルセーフ素子の例であると言えます。

LED保護

LED照明システムに対するタイコ エレクトロニクスポリスイッチによる保護

ポリスイッチLED

LEDドライバー

PESD素子

PESD素子

+

_

ポリゼン素子

LVR 素子

バリスタAC入力 電源

R1

(L)

(N)

セクションA セクションB セクションC

バリスタAC入力 電源

R1

(L)

(N)

LVR 素子

ポリスイッチLED

LEDドライバー PESD

素子PESD素子

+

_

図 1

図 2

図 3

LEDドライバー保護問題点 ： LEDドライバー電源の誤接続多くのLEDドライバーは不正なDC電圧及び極性反転により破壊に至ることがあります。

解決策 ： ポリゼン（PolyZen）素子ポリゼン（PolyZen）素子をLEDドライバーの入力部に設置することにより、不注意から生じた過電圧及び極性反転から保護することが出来ます。

LEDドライバー出力保護問題点 ： LEDドライバー出力不良LEDドライバーは、不時の短絡により損傷や破壊することがあります。

解決策 ： ポリスイッチ結果としてLEDドライバーの入力側保護が不要であっても出力側は回路短絡や負荷の異常に対する保護が依然、必要です。ポリスイッチ素子は、不時の回路短絡や負荷異常等に対する保護に有効です。

LEDに対する静電気保護問題点 ： ESD（静電気放電）によるLEDへの悪影響ESDによる損傷によりLEDに早期不具合を発生させることがあります。

解決策 ： PESD素子もし、LEDが自身にESD保護機能を装備していない場合、PESD素子をLED回路に並列接続することによりESDによる損傷から保護することが出来ます。

低電圧発光体問題点 ： Class 2電源安全基準適合保証Class 2電源を照明システムに使用する際の重要項目としては、コスト低減と照明システムの柔軟性改善があります。

解決策 ： MOV（メタルオキサイドバリスタ）元々、出力制限された電源であり、それを構成するトランス、電源もしくはバッテリーが、Class 2電源に要求される出力制限機能を有する場合は、保護素子を装備しているかも知れません。しかしながら、本規定に基づき、元々、出力制限されない電源の場合は、電流やエネルギー出力が規定された限界を超過する場合は、自動的に出力制限出来る独立した保護素子を装備することが求められます。タイコエレクトロニクス社は、LED照明アプリケーション用Class 2電源が安全に動作保障するよう、幅広いレンジの製品を用意し、設計者の方々に提供しています。一例として図７において、出力回路に追加されたMOV(メタルオキサイドバリスタ)は、出力短絡時に発生する誘導電圧のピーク電圧によるポリスイッチへのダメージから守り、電源が「UL1310 paragraph 35.1 overload test on switches and c o n t r o l s」試験要求を満足するべくポリスイッチと協調作動します。

ポリスイッチ LED

LEDドライバー PESD

素子PESD素子

+

_

+_ポリゼン素子

DC電源

ポリスイッチLED

LEDドライバー PESD

素子PESD素子

+

_

LED

PESD素子

PESD素子

ポリスイッチAC入力 低電圧

AC出力

バリスタ

(L)

(N)

バリスタ

素子 素子

LED

バリスタ

図 4

図 5

図 6

図 7

LED照明アプリケーションソリューションガイド

LEDディスプレイ用バックライト照明問題点 ： 熱暴走LEDドライバー回路が定電圧もしくは定光量タイプの場合、モニターの冷却口が塞がれるとLEDディスプレイのバックライト照明により発生する熱が増加し、熱暴走することがあります。

解決策 ： ポリスイッチLCD作動中にLCD筐体の冷却口が塞がれた際、熱結合されたポリスイッチが、LEDドライバー回路の出力電流制限するべく適切な位置に設置されるよう十分、配慮することが必要です。

発光体発光体 x

• 低電圧 x x x x x x x x x

• AC電圧 x x x x x

非常照明 x x x x x x x

トラック照明 x x x x x x x x x

水中 x x x x x

RV x x x x x x x x

携帯照明器具 x x x x x x x x

ネオンサイン看板箱文字（チャンネルレター） x x x x x x x x x

連続移動メッセージ x x x x x x x x

ネオンサインアクセサリィ x x x x x x x x

• LED 電源 x x x x x x x x

• LEDドライバー x x x x x x x

広告灯屋内 x x x x x x x x

屋外 x x x x x x x x

IT機器モニターバックライト x x x x x x x

ディスプレイ液晶テレビ x x x x x x x

液晶モニター x x x x x x x

産業及び商用製品ステージ及びスタジオ x x x x x x x

非常灯 x x x x x x x x

過電流回路保護

ポリスイッチ素子

ポリスイッチ素子

ポリゼン素子

2Pro(ツープロ)素子

スローブローチップヒューズ

速断チップヒューズ

サイバーサイリスタ

ガス放電管

マルチレイヤーバリスタバリスタ PESD

過電保護 ハイブリッド過電圧回路保護

神奈川県川崎市多摩区登戸3816Tel: 044-900-5101 Fax: 044-900-5140

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2Pro、PolySwitch、PolyZen、Raychem、SiBar、TEロゴ及び Tyco Electronicsは、登録商標です。全ての情報（図を含む）は、信頼のおけるものと考えています。しかしながら、弊社製品をご自身のアプリケーションに使用される場合は、ご自身でご自身のアプリケーションに対する素子適合性について評価することが必要です。弊社は本情報の正確性もしくは精度を保証するものではありませんし、その使用に際しての信頼性を放棄します。弊社の責任範囲は、製品の取引条件にて確認されることのみであり、製品の販売、再販、使用、誤使用等により生じた偶発的、間接的損傷については責任を負いません。仕様の変更は予告なく行うことがあり、弊社は、これに加え、仕様に影響を与えない範囲での材料、工程の変更を行う権利を保有します。

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