LED之所以在市場上頗受歡迎
，是由於其高效、低能耗的特點。因此其被廣泛應用於顯示照明以及信號指示燈等領域。但是應用領域的廣泛同時也對LED本身的環境適應性提出了挑戰

，在戶外工作時，LED的驅動電路非常容易受到到過電壓和過電流的衝擊而造成故障或損壞，對財產和人員造成損失。所以在生產一款LED電源時一定要考慮其工作環境的複雜性
，並作出保護性設計

，降低故障的發生率。本文就針對如何對LED的驅動電路進行防護進行了簡單的探討。

 

熟悉LED電路的朋友一定都知道
，LED驅動電路一般由下麵幾個部分構成幾個部分構成
，包括AC輸入、整流,

、DC/DC轉換、等模塊。而保護措施需要根據不同模塊做出相應的調整，比如各個模塊和電流在受到浪湧的情況下就需要不同有效防護措施。

 

在交流電源AC輸入端浪湧保護方案，可以采用壓敏電阻(MOV) 或加氣體放電管(GDT/SPG)組合來進行設計。在有接地的情況下，可以采用如圖1差共模同時防護的理念，在L-N之間並聯壓敏電阻(MOV)
，可以有效地抑製差模所產生的浪湧過電壓，起到對後級電路保護，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湧能量泄放到大地, 防止浪湧引入到後級電路而造成損壞;如果在電源沒有接地線情況下，如圖2則在L-N線間可直接並聯壓敏電阻進行差模防護即可。為了避勉MOV保護元件在防護失效之後，出現短路失效著火燃燒的可能性，可以使用TMOV或PMOV進行保護。針對上麵 MOV交流耐受電壓選擇至少要高於線路最大交流工作電壓1.2~1.4倍，以避勉誤動作
，在有同時使用放電管GDT/SPG時shi
，放fang電dian管guan擊ji穿chuan電dian壓ya的de下xia限xian值zhi必bi須xu至zhi少shao高gao於yu電dian路lu的de最zui大da峰feng值zhi電dian壓ya，耐nai受shou電dian流liu必bi須xu根gen據ju自zi身shen浪lang湧yong等deng級ji的de需xu求qiu選xuan擇ze不bu同tong電dian流liu等deng級ji，以yi符fu合he於yu浪lang湧yong測ce試shi標biao準zhun的de要yao求qiu。

 

在有交流經過整流後，後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
，經整流之後並聯瞬態抑製二極管TVS
， 在有過壓產生時，TVS會hui以yi皮pi秒miao級ji的de反fan應ying速su度du動dong作zuo而er把ba過guo高gao電dian壓ya鉗qian製zhi在zai一yi個ge安an全quan的de範fan圍wei內nei，從cong而er保bao護hu後hou端duan芯xin片pian免mian受shou過guo壓ya的de衝chong擊ji。異yi常chang電dian流liu可ke以yi通tong過guo在zai電dian路lu中zhong設she計ji自zi恢hui複fu保bao險xian絲siPPTC進行防護
，PPTC在過流產生時阻抗能迅速的變大，從而有效地阻斷異常電流，直至故障排除PPTC就可繼續恢複低阻狀態
，使電路能繼續恢複到正常工作狀態。TVS選用時截止電壓一般為正常工作電壓峰值的1.2~1.4倍即可，TVS功率大小要根據過壓的能量選擇合適的等級。PPTC選擇要結合電路工作電流及電壓進行參考以及環境溫度也是影響PPTC選擇一個重要關鍵指標
，PPTC的保持電流會隨著應用環境溫度的升高而降低。PPTC在電路中的位置一般串聯在TVS前端，這樣PPTC不僅可以對電路芯片有效的起到保護作用同時又可以對TVS管起到一定保護作用
，可以大大的提高TVS管的使用壽命。

圖3 LED直流驅動電路防護示意圖
 

LED發光的亮度是由通過LED的電流大小來控製
， 不穩定的電流又極易燒壞LED，如圖4在DC/DC模塊後可以在電路中串聯恒流二極管來獲得穩定的電流,
，這樣不僅可以使LED獲得穩定的亮度,，又不至於因電流的不穩定而燒壞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，可以根據所需要的工作電流選擇型號合適的恒流二極管。由於LED燈也易遭受到靜電放電過壓的幹擾受損

， 因此DC/DC電路後端的LED燈也需要做一定的有效過壓防護，一般采用TVS管就可以。

 

圖4LED燈泡防護示意圖

 

當多個的LED燈通過串聯的方式進行連接時, 如圖5所示，一旦出現LED燈出現失效開路故障

，整個LED燈都會因為此故障而影響到其它LED燈正常工作，為了解決這個問題, 可以針對每個LED燈上並聯一個防開路的LED保護器件Tx，這樣就可充分的提高每個LED的使用效率

，當單個LED出現失效開路故障時, 與之並聯的LED開路保護器件Tx會立即導通
， 使之可持續的維持處於通態，從而保證了電路中其它串聯的LED不因單顆LED的開路故障而熄滅
，但此防護措施成本相對比較高。

綜上所述， LED驅動電路一般由AC輸入、整流,、DC/DC轉換、等模塊組成
，從而一個LED驅動電路大致整體的防護方案可以參考如圖6所示：

圖5 LED驅動電源整體防護示意圖

 

當處於實際的應用中時，影響浪湧保護元件選擇的因素非常多，雷擊浪湧測試等級、芯片參數
、工作電壓、工作環境等都是必須考慮的問題。所以在為LED驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)防(fang)護(hu)時(shi)
，我(wo)們(men)就(jiu)需(xu)要(yao)對(dui)諸(zhu)多(duo)因(yin)素(su)進(jin)行(xing)考(kao)慮(lv)，隻(zhi)有(you)綜(zong)合(he)多(duo)方(fang)情(qing)況(kuang)仔(zai)細(xi)考(kao)量(liang)，才(cai)能(neng)有(you)目(mu)的(de)性(xing)的(de)設(she)計(ji)出(chu)能(neng)夠(gou)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)的(de)保(bao)護(hu)方(fang)案(an)。