LED電路保護

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【導(dǎo)讀】白光LED屬于電壓敏感型的器件，在實際工作中是以20mA的電流為上限，但往往會由于在使用中的各種原因而造成電流增大，如果不采取保護措施，這種增大的電流超過一定的時間和幅度后LED就會損壞。本文主要介紹LED損壞的原因和電路保護。

白光LED屬于電壓敏感型的器件，在實際工作中是以20mA的電流為上限，但往往會由于在使用中的各種原因而造成電流增大，如果不采取保護措施，這種增大的電流超過一定的時間和幅度后LED就會損壞。

造成LED損壞的原因主要有：

1、供電電壓的突然升高。讓供電電源電壓突然升高的原因就很多了，例如瞬態(tài)雷擊、開關(guān)電源的瞬態(tài)開關(guān)噪聲、電網(wǎng)波動等過壓事件引起的過流，電源的質(zhì)量問題，或者用戶的不當(dāng)使用等等原因都可能讓供電的電源電壓突然升高。

2、線路中某個元件或印制線條或其它導(dǎo)線的短路而形成LED供電通路的局部短路，使這個地方的電壓增高。

3、某個LED因為自身的質(zhì)量原因損壞因而形成短路，它原有的電壓降就轉(zhuǎn)嫁到其它LED上。

4、燈具內(nèi)的溫度過高，使LED的特性變壞。LED芯片內(nèi)結(jié)溫升高10℃時，光通量就會衰減1%，LED就減少壽命50%。

5、燈具內(nèi)部進了水，水是導(dǎo)電的。

6、在裝配的時候沒有做好防靜電的工作，使LED的內(nèi)部已經(jīng)被靜電所傷害。盡管施加的是正常電壓和電流值，也是極易造成LED的損壞。

這些原因都會造成LED電流的明顯大幅上升，很快LED的芯片就會因為過熱而被燒毀。根據(jù)我們的經(jīng)驗，LED燒毀后多數(shù)是兩極短路，少部分是斷路。每支LED約有3.2V左右的壓降，它燒毀后若是斷路這串LED就

如何保護電路呢?

1.保護電路中采用保險絲(管)

由于保險絲是一次性的，且反應(yīng)速度慢，效果差、使用麻煩，所以保險絲不適宜用于LED燈成品中，因為LED燈現(xiàn)在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求LED保護電路要很苛刻：在超出正常使用電流時能立即啟動保護，讓LED的供電通路就被斷開，使LED和電源都能得到保護，在整個燈正常后又能夠自動恢復(fù)供電，不影響LED工作。電路不能太復(fù)雜體積不能太大，成本還要低。所以采用保險絲的方式實現(xiàn)起來很困難。

2.使用瞬態(tài)電壓抑制二極管(簡稱TVS)

瞬態(tài)電壓抑制二極管是一種二極管形式的高效能保護器件。當(dāng)它的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，能以10的負12次方秒極短時間的速度，使自己兩極間的高阻立即降低為低阻，吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，把兩極間的電壓箝位在一個預(yù)定的電壓值，有效的保護了電子線路中的精密元器件。瞬態(tài)電壓抑制二極管具有響應(yīng)時間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點。

但是在實際使用中會發(fā)現(xiàn)要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。我愛方案網(wǎng)(52solution)權(quán)威資料說明：LED光珠的損壞主要是因為電流過大使芯片內(nèi)部過熱造成的。TVS只能探測過電壓不能探測過電流。要選擇合適的電壓保護點很難掌握，這種器件就無法生產(chǎn)也就很難在實際中使用。

3.選擇自恢復(fù)保險絲

自恢復(fù)保險絲又稱為高分子聚合物正溫度熱敏電阻PTC，是由聚合物與導(dǎo)電粒子等構(gòu)成。在經(jīng)過特殊加工后，導(dǎo)電粒子在聚合物中構(gòu)成鏈狀導(dǎo)電通路。當(dāng)正常工作電流通過(或組件處于正常環(huán)境溫度)時，PTC自恢復(fù)保險絲呈低阻狀態(tài);當(dāng)電路中有異常過電流通過(或環(huán)境溫度升高)時，大電流(或環(huán)境溫度升高)所產(chǎn)生的熱量使聚合物迅速膨脹，也就切斷了導(dǎo)電粒子所構(gòu)成的導(dǎo)電通路，PTC自恢復(fù)保險絲呈高阻狀態(tài);當(dāng)電路中過電流(超溫狀態(tài))消失后，聚合物冷卻，體積恢復(fù)正常，其中導(dǎo)電粒子又重新構(gòu)成導(dǎo)電通路，PTC自恢復(fù)保險絲又呈初始的低阻狀態(tài)。在正常工作狀態(tài)自恢復(fù)保險管的發(fā)熱很小，在異常工作狀態(tài)它的發(fā)熱很高阻值就很大，也就限制了通過它的電流，從而起到了保護作用。當(dāng)然這些質(zhì)量靠譜的保險絲可以考慮去深圳電子展(aidzz)等大型專業(yè)展會上采購。

說回具體的電路中，我們可以選擇：

①分路保護。一般LED燈是分成很多串接支路。我們可以在每個支路的前面加一支PTC組件分別進行保護。這種方式的好處是精確性高，保護的可靠性好。

②總體保護。在所有光珠的前面加接一支PTC組件，對整燈進行保護。這種方式的好處是簡單，不占體積。對于民用產(chǎn)品來說，這種保護在實際使用中的結(jié)果還是令人滿意的。