LED驅(qū)動電路浪涌保護(hù)應(yīng)用

　　LED燈具有高效、可靠、低耗能等特點(diǎn)，有著非常廣泛的用途，常用來做照明、顯示、信號燈等等。 但由于LED使用環(huán)境的復(fù)雜性，尤其是當(dāng)LED是用在戶外時(shí)，其驅(qū)動電路非常容易遭受到過電壓和過電流的沖擊而造成故障或損壞，引發(fā)不必要的財(cái)產(chǎn)損失甚至是人員傷亡，因此在設(shè)計(jì)LED驅(qū)動電路時(shí)必須要充分考慮并做好保護(hù)措施，從而提高電路的可靠性，降低故障發(fā)生率， 下面就LED驅(qū)動電路的防護(hù)進(jìn)行簡單的探討。

　　LED驅(qū)動電路一般由幾個(gè)部分構(gòu)成， 包括AC輸入、整流,、DC/DC轉(zhuǎn)換、等模塊， 根據(jù)各個(gè)模塊電壓和電流及可能遭受到的浪涌情況的不同需要分開來做有針對的防護(hù)。

　　1、LED驅(qū)動電路浪涌保護(hù)應(yīng)用

　　在交流電源AC輸入端浪涌保護(hù)方案，可以采用壓敏電阻(MOV) 或加氣體放電管(GDT/SPG)組合來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在有接地的情況下，可以采用如圖1差共模同時(shí)防護(hù)的理念，在L-N之間并聯(lián)壓敏電阻(MOV)，可以有效地抑制差模所產(chǎn)生的浪涌過電壓，起到對后級電路保護(hù)，在L/N-PE之間分別采用MOV 或MOV+GDT/SPG對地的電路連接方式可以有效的將共模浪涌能量泄放到大地, 防止浪涌引入到后級電路而造成損壞;如果在電源沒有接地線情況下，如圖2則在L-N線間可直接并聯(lián)壓敏電阻進(jìn)行差模防護(hù)即可。為了避勉MOV保護(hù)元件在防護(hù)失效之后，出現(xiàn)短路失效著火燃燒的可能性，可以使用TMOV或PMOV進(jìn)行保護(hù)。針對上面 MOV交流耐受電壓選擇至少要高于線路最大交流工作電壓1.2~1.4倍，以避勉誤動作，在有同時(shí)使用放電管GDT/SPG時(shí)，放電管擊穿電壓的下限值必須至少高于電路的最大峰值電壓，耐受電流必須根據(jù)自身浪涌等級的需求選擇不同電流等級，以符合于浪涌測試標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　2、AC/DC后防護(hù)電路示意圖

　　在有交流經(jīng)過整流后，后端直流電路中的芯片對過壓和過流非常敏感，芯片易受損壞，如圖3所示，經(jīng)整流之后并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管TVS， 在有過壓產(chǎn)生時(shí)，TVS會以皮秒級的反應(yīng)速度動作而把過高電壓鉗制在一個(gè)安全的范圍內(nèi)，從而保護(hù)后端芯片免受過壓的沖擊。異常電流可以通過在電路中設(shè)計(jì)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲PPTC進(jìn)行防護(hù)，PPTC在過流產(chǎn)生時(shí)阻抗能迅速的變大，從而有效地阻斷異常電流，直至故障排除PPTC就可繼續(xù)恢復(fù)低阻狀態(tài)，使電路能繼續(xù)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。TVS選用時(shí)截止電壓一般為正常工作電壓峰值的1.2~1.4倍即可，TVS功率大小要根據(jù)過壓的能量選擇合適的等級。PPTC選擇要結(jié)合電路工作電流及電壓進(jìn)行參考以及環(huán)境溫度也是影響PPTC選擇一個(gè)重要關(guān)鍵指標(biāo)，PPTC的保持電流會隨著應(yīng)用環(huán)境溫度的升高而降低。PPTC在電路中的位置一般串聯(lián)在TVS前端，這樣PPTC不僅可以對電路芯片有效的起到保護(hù)作用同時(shí)又可以對TVS管起到一定保護(hù)作用，可以大大的提高TVS管的使用壽命。

　　3、LED直接驅(qū)動電路防護(hù)示意圖

　　LED發(fā)光的亮度是由通過LED的電流大小來控制， 不穩(wěn)定的電流又極易燒壞LED，如圖4在DC/DC模塊后可以在電路中串聯(lián)恒流二極管來獲得穩(wěn)定的電流,，這樣不僅可以使LED獲得穩(wěn)定的亮度,，又不至于因電流的不穩(wěn)定而燒壞LED。低功率的LED燈工作電流一般為10mA到30mA，大功率的LED燈工作電流從200mA到1400mA不等，可以根據(jù)所需要的工作電流選擇型號合適的恒流二極管。由于LED燈也易遭受到靜電放電過壓的干擾受損， 因此DC/DC電路后端的LED燈也需要做一定的有效過壓防護(hù)，一般采用TVS管就可以。

　　4、LED燈串起防護(hù)示意圖

　　當(dāng)多個(gè)的LED燈通過串聯(lián)的方式進(jìn)行連接時(shí), 如圖5所示，一旦出現(xiàn)LED燈出現(xiàn)失效開路故障，整個(gè)LED燈都會因?yàn)榇斯收隙绊懙狡渌麹ED燈正常工作，為了解決這個(gè)問題, 可以針對每個(gè)LED燈上并聯(lián)一個(gè)防開路的LED保護(hù)器件Tx，這樣就可充分的提高每個(gè)LED的使用效率，當(dāng)單個(gè)LED出現(xiàn)失效開路故障時(shí), 與之并聯(lián)的LED開路保護(hù)器件Tx會立即導(dǎo)通， 使之可持續(xù)的維持處于通態(tài)，從而保證了電路中其它串聯(lián)的LED不因單顆LED的開路故障而熄滅，但此防護(hù)措施成本相對比較高。

　　綜上所述， LED驅(qū)動電路一般由AC輸入、整流,、DC/DC轉(zhuǎn)換、等模塊組成，從而一個(gè)LED驅(qū)動電路大致整體的防護(hù)方案可以參考如圖6所示：

圖6LED驅(qū)動電源整體防護(hù)示意圖

　　在實(shí)際應(yīng)用中，浪涌保護(hù)元件型號的選擇與電路的工作電壓電流，電路要做的雷擊浪涌測試等級標(biāo)準(zhǔn)，工作環(huán)境， 芯片的參數(shù)等諸多因素有著密切的關(guān)系， 因此在考慮和設(shè)計(jì)LED驅(qū)動電路防護(hù)時(shí)，必須要進(jìn)行綜合的考量分析，才能有針對性的設(shè)計(jì)出比較合理的防護(hù)方案。