LED電路保護
發布時間:2012-11-02 責任編輯:abbywang
【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。本文主要介紹LED損壞的原因和電路保護。
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。讓供電電源電壓突然升高的原因就很多了,例如瞬態雷擊、開關電源的瞬態開關噪聲、電網波動等過壓事件引起的過流,電源的質量問題,或者用戶的不當使用等等原因都可能讓供電的電源電壓突然升高。
2、線路中某個元件或印製線條或其它導線的短路而形成LED供電通路的局部短路,使這個地方的電壓增高。
3、某個LED因為自身的質量原因損壞因而形成短路,它原有的電壓降就轉嫁到其它LED上。
4、燈具內的溫度過高,使LED的特性變壞。LED芯片內結溫升高10℃時,光通量就會衰減1%,LED就減少壽命50%。
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。
這些原因都會造成LED電流的明顯大幅上升,很快LED的芯片就會因為過熱而被燒毀。根據我們的經驗,LED燒毀後多數是兩極短路,少部分是斷路。每支LED約有3.2V左右的壓降,它燒毀後若是斷路這串LED就
如何保護電路呢?
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的負12次ci方fang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響xiang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。
但是在實際使用中會發現要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。我愛方案網(52solution)權威資料說明:LED光珠的損壞主要是因為電流過大使芯片內部過熱造成的。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(或組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,PTCzihuifubaoxiansiyouchengchushidedizuzhuangtai。zaizhengchanggongzuozhuangtaizihuifubaoxianguandefarehenxiao,zaiyichanggongzuozhuangtaitadefarehengaozuzhijiuhenda,yejiuxianzhiletongguotadedianliu,congerqidaolebaohuzuoyong。dangranzhexiezhiliangkaopudebaoxiansikeyikaolvqushenzhendianzizhan(aidzz)等大型專業展會上采購。
說回具體的電路中,我們可以選擇:
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麵加一支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。
②總體保護。在所有光珠的前麵加接一支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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