分析LED電路保護的最佳方案
發布時間:2014-09-15 責任編輯:stone
【導讀】白光LED屬於電壓敏感型的器件,在實際工作中是以20mA的電流為上限,但往往會由於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後LED就會損壞。
白光LED屬於電壓敏感型的器件,在實際工作中是以20mA的電流為上限,但往往會由於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後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;
(2)線路中某個元件或印線條或其他導線的短路而形成LED供電通路的局部短路,使這個地方的電壓增高;
(3)某個LED因為自身的品質原因損壞因而形成短路,它原有的電壓降就轉嫁到其他LED上;
(4)燈具內的溫度過高,使LED的特性變壞;
(5)燈具內部進了水,水是導電的;
(6)在裝配的時候沒有做好防靜電的工作,使LED的內部已經被靜電所傷害。
盡管施加的是正常電壓和電流值,也是極易造成LED的損壞。
那麼,我該怎麼樣進行LED電路的保護呢?以下是一些心得分享:
1.保護電路中采用保險絲(管)
由於保險絲是一次性的,且反應速度慢,效果差、使用麻煩,所以保險絲不適宜用於LED燈成品中,因為LED燈現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,在整個燈正常後又能夠自動恢複供電,不影響LED工作。電路不能太複雜體積不能太大,成本還要低。所以采用保險絲的方式實現起來很困難。
2.使用瞬態電壓抑製二極管(簡稱TVS)
瞬態電壓抑製二極管是一種二極管形式的高效能保護器件。當它的兩極受到反向瞬態高能量衝擊時,能以10-12秒miao極ji短duan時shi間jian的de速su度du,使shi自zi己ji兩liang極ji間jian的de高gao阻zu立li即ji降jiang低di為wei低di阻zu,吸xi收shou高gao達da數shu千qian瓦wa的de浪lang湧yong功gong率lv,把ba兩liang極ji間jian的de電dian壓ya箝qian位wei元yuan在zai一yi個ge預yu定ding的de電dian壓ya值zhi,有you效xiao的de保bao護hu了le電dian子zi線xian路lu中zhong的de精jing密mi元yuan器qi件jian。瞬shun態tai電dian壓ya抑yi製zhi二er極ji管guan具ju有you回hui應ying時shi間jian快kuai、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、箝位元電壓較易控製、無損壞極限、體積小等優點。
但是在實際使用中發現要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。LED燈的損壞主要是因為電流過大使晶片內部過熱造成的。TVS隻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也就很難在實際中使用。
3.選擇自恢複保險絲
自恢複保險絲又稱為高分子聚合物正溫度熱敏電阻PTC,是由聚合物與導電粒子等構成。在經過特殊加工後,導電粒子在聚合物中構成鏈狀導電通路。當正常工作電流通過(或元件處於正常環境溫度)時,PTC自恢複保險絲呈低阻狀態。
當電路中有異常過電流通過(或環境溫度升高)時,大電流(或環境溫度升高)所產生的熱量使聚合物迅速膨脹,也就切斷了導電粒子所構成的導電通路,PTC自恢複保險絲呈高阻狀態;當電路中過電流(超溫狀態)消失後,聚合物冷卻,體積恢複正常,其中導電粒子又重新構成導電通路,PTC自恢複保險絲又呈初始的低阻狀態。
在(zai)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)自(zi)恢(hui)複(fu)保(bao)險(xian)管(guan)的(de)發(fa)熱(re)很(hen)小(xiao),在(zai)異(yi)常(chang)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)它(ta)的(de)發(fa)熱(re)很(hen)高(gao)阻(zu)值(zhi)就(jiu)很(hen)大(da),也(ye)就(jiu)限(xian)製(zhi)了(le)通(tong)過(guo)它(ta)的(de)電(dian)流(liu),從(cong)而(er)起(qi)到(dao)了(le)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。在(zai)具(ju)體(ti)的(de)電(dian)路(lu)中(zhong),可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze):
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麵加一支PTC元件分別進行保護。這種方式的好處是精確性高,保護的可靠性好。
2)總體保護:
在所有光珠的前麵加接一支PTC元件,對整燈進行保護。這種方式的好處是簡單,不占體積。對於民用產品來說,這種保護在實際使用中的結果還是令人滿意的。
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