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 アプリケーション ・ 素子不具合による生ずる発火に対する保護 ・ 電圧及びサージ電流からの電源入力保護 ・ 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 ・ 過電流及び過熱時における非常用照明バッテリ ー保護 ・ 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 ・ 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 ・ 幅広い製品ラインナップと形状が柔軟な設計に貢献 ・ 低電圧LED照明器具に使用されるClass 2電源の 高電圧保護 ・ 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 http://www.tycoelectronics.com/japan/raychem/polyswitch.html ・ 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 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 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。 図1 LVR 素子 R1 LED ポリスイッチ + (L) AC入力 バリスタ 電源 ポリゼン 素子 (N) LED ドライバー PESD 素子 PESD 素子 _ セクションA セクションB セクションC LED保 護 LEDに対する熱対策 問題点 ： LED自己発熱 図2 + LED ポリスイッチ L E D 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 ドライバー PESD 素子 _ PESD 素子 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 L E D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。 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。 図3 R1 LVR 素子 (L) AC入力 (N) バリスタ 電源 LEDドライバー保護 図4 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。 LED ポリスイッチ + LED ドライバー ポリゼン 素子 DC + _ 電源 PESD PESD 素子 素子 _ 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 図5 + 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。 LED ドライバー 解決策 ： ポリスイッチ PESD 素子 _ 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 LED ポリスイッチ PESD 素子 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 LED 図6 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 PESD 素子 回 路 に 並 列 接 続 することによりE S D による損 傷 から保 護 することが 出 来 PESD 素子 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。 図7 (L) AC入力 ポリスイッチ 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 バリスタ (N) 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 C l ass 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。 バリスタ 低電圧 AC出力 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L E D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。 LED照明アプリケーションソリューションガイド 過電流回路保護 発光体 発光体 ポリスイッチ 素子 過電圧回路保護 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 x x x ガス 放電管 過電保護 バリスタ マルチレイヤー バリスタ PESD ポリスイッチ 素子 x x x x ハイブリッド 2Pro (ツープロ) 素子 ポリゼン 素子 x • 低 電圧 x • A C電圧 x x 非常照明 x x x トラック照 明 x x x 水中 x RV x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 箱 文 字（チャンネルレター） x x x x x x x 連 続 移 動メッセージ 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 • LE D 電 源 x x x x x x x • LE Dドライバー x x x x x x x 携 帯 照 明器 具 x x x x ネオンサイン看 板 x x x x x 広告灯 屋内 x x x 屋外 x x x x x x x x x x x x x x x x x 液晶テレビ x 液 晶モニター x x x x x x x x x x x x x x x x IT機器 モニターバックライト ディスプレイ 産 業 及び商 用 製 品 ステージ及 びスタジオ x x x x x x 非常灯 x x x x x x CPD事業本部 営業本部 神奈川県川崎市多摩区登戸3816 Tel: 044-900-5101 Fax: 044-900-5140 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。 © 2010 Tyco Electronics Corporation. All rights reserved. RCP0050J.0210 x x x www.circuitprotection.com www.circuitprotection.com.hk (Chinese) www.tycoelectronics.com/japan/raychem (Japanese)
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