LED驅(qū)動電路的保護措施
LED 燈珠屬于電壓敏感型的器件,屬容抗負載。在實際工作中,其電流精度要較高要求,這是影響發(fā)光效率和LED 燈珠使用壽命的主要問題之一。在驅(qū)動電路中,各種因素導(dǎo)致壓流突變,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:
?、俟╇婋妷和蝗簧?、突波增多。
②線路中某個組件或印制線條或其他導(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;焊點虛焊或松動。
?、勰硞€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)嫁到其他LED 上;LED 內(nèi)阻變化,LED 上所分電壓不均。
?、軣艟邇?nèi)的溫度過高,使LED 的特性變壞;燈具內(nèi)部局部溫升過快;焊接或浸錫時溫度過高。
?、轃艟邇?nèi)部進了水,水是導(dǎo)電的;封閉燈具內(nèi)熱氣流堆積形成水蒸汽或霧。
?、拊谥瞥痰臅r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。
?、吖庠礈y試中快速開與關(guān),及極間電荷放電(即關(guān)斷時漸滅)。
?、嘞窗鍟r洗板水的沖蝕與超聲的納波。
?、釒щ姴僮?;所有治具、夾具做防靜電工作;保持環(huán)境的溫濕度。
LED 電路的保護可以考慮以下:
1.保護電路中采用自恢復(fù)保險
輸入端采用自恢復(fù)保險是比較適合大電流負載過大來作為保護設(shè)備的。多路LED與大功率或在溫度較高的情況下適合用自恢復(fù)保險。
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。
但是在實際使用中發(fā)現(xiàn)要尋找滿足要求電壓值的TVS 器件很不容易。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.使用壓敏電阻
電壓輸出端并接個浪涌抑制型壓敏能夠很好的吸收設(shè)定值的突波,可免負載LED過高電壓。其工作原理簡單說就是利用壓敏電阻的非線性特性,當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值,從而實現(xiàn)對后級電路的保護。
4.選擇PTC
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)正常其中導(dǎo)電粒工作電流通過(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,又重新構(gòu)成導(dǎo)電通路,PTC 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。在具體的電路中,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。
?、诳傮w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。
5.輸出電容與輸出電容泄放電阻
有帶輸出輸出電容泄放電阻,不一定會帶輸出電容,但輸出電容泄放電阻一定要有,其做為假負載的功能在LED 斷開后就得工作。
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