有關LED雷擊保護的電路設計問題探討

2Pro AC系列器件提供了綜合的過流/過壓/過熱電路保護，幫助保護多種多樣的低功率系統(tǒng)以防止由過電壓故障引起的損壞，包括雷擊、電源零線丟失、輸入電壓錯誤和電力線感應。

2Pro AC器件將PolySwitch聚合物正溫度(polymeric positive temperature coefficient, PPTC)過電流器件和金屬氧化物壓敏電阻(metal oxide varistor, MOV)元件集成在一個創(chuàng)新的熱保護器件中，幫助提供可恢復限流，用于過電壓故障中的過電流保護和電壓箝位。這種單一器件方法可以幫助制造商滿足行業(yè)測試要求、減少元件數(shù)目并提高設備可靠性。

對于家用型的LED照明，雷擊的保護要求都會小于2kV surge，2Pro AC正好可以防護2kV的雷擊，正是2Pro AC系列具有以上優(yōu)異的特性，在LED照明上有著廣泛的應用。筆者也給很多客戶設計了2Pro AC的方案，完全可以滿足客戶的2kV surge要求。

本篇要討論的是筆者不久前調(diào)試的一塊客戶的LED電路板，對于雷擊的要求也是2kV，筆者把2Pro AC放置于LED lighting電路輸入端，再加上雷擊波形發(fā)生器和交流耦合，電路圖如下。

但是奇怪的事情發(fā)生了。打完2kV surge之后，LED燈不亮了。由于電路板還是通著220V電源，明顯這次2Pro AC沒有保護后級的驅(qū)動芯片，經(jīng)檢查驅(qū)動芯片確實是損壞了。后來降低到1kV surge，但還是通不過，驅(qū)動芯片也還是被打壞。為什么呢?2Pro AC是完全可以通過2kV surge的，那是什么原因?qū)е买?qū)動芯片損壞的呢?

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筆者就此就分析了一下客戶的電路，發(fā)現(xiàn)客戶電路的拓撲是采用的單級PFC結(jié)構(gòu)。這種單級PFC結(jié)構(gòu)好處是電路比較簡單，并且可以達到較高的PFC值，但是電路中取消了在原本電源開關電路中常見的電解電容(電解電容一般根據(jù)LED驅(qū)動器的功率而選定，一般會取47uF/400V左右)，取而代之的是小電容值的高壓電容。

正是由于沒有了這個大電解電容，導致了單級PFC結(jié)構(gòu)電路的防雷擊能力大幅降低，雷擊surge發(fā)生的時候就損壞了驅(qū)動芯片。也可以說，2Pro AC是和大電解電容一起協(xié)調(diào)配合才能通過surge脈沖，同時也保護了后級的電子電路，缺少了哪一個保護性能都會大打折扣。

那接下來的問題是既然沒有了大電解電容，那有沒有什么方案還是可以通過surge同時保護后級電路的，答案是有方案的。由于客戶采用的單級PFC結(jié)構(gòu)，要通過surge測試要求的話，就需要兩極的保護電路來滿足surge的要求。筆者打算另文再進行闡述。

從以上的案例分析得出，2Pro AC器件通過客戶的surge要求是和客戶端的電路拓撲息息相關的，客戶端的PCB板需要2Pro AC來進行雷擊保護，同時2Pro AC也需要客戶端的電子電路比如電解電容一起配合來保護后級的脆弱的電子線路。所以一定要根據(jù)客戶的具體電路和應用才能得出一個可靠的電路防雷方案。