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淺談保護(hù)LED電路的最佳方案

2013-12-21

白光LED屬于電壓敏感型的器件,在實(shí)際工作中是以20mA的電流為上限,,但往往會由于在使用中的各種原因而造成電流增大,,如果不采取保護(hù)措施,這種增大的電流超過一定的時間和幅度后LED燈就會損壞。

  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(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。

  3.某個LED因?yàn)樽陨淼钠焚|(zhì)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,。

  4.燈具內(nèi)的溫度過高,使LED的特性變壞,。

  5.燈具內(nèi)部進(jìn)了水,,水是導(dǎo)電的。

  6.在裝配的時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,。

  那么,,我該怎么樣進(jìn)行LED電路的保護(hù)呢?以下是一些心得分享:

  1.保護(hù)電路中采用保險絲(管)

 由于保險絲是一次性的,,且反應(yīng)速度慢,,效果差、使用麻煩,,所以保險絲不適宜用于LED燈成品中,,因?yàn)長ED燈現(xiàn)在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它 要求LED保護(hù)電路要很苛刻:在超出正常使用電流時能立即啟動保護(hù),,讓LED的供電通路就被斷開,,使LED和電源都能得到保護(hù),在整個燈正常后又能夠自動 恢復(fù)供電,,不影響LED工作,。電路不能太復(fù)雜體積不能太大,成本還要低,。所以采用保險絲的方式實(shí)現(xiàn)起來很困難,。

  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(hù)器件。當(dāng)它的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時,,能以10-12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(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,,把兩極間的電壓箝位元在一個預(yù)定的電壓值,,有效的保護(hù)了電子線路中的精密元器件。瞬態(tài)電壓抑制二極管具有回應(yīng)時間 快,、瞬態(tài)功率大,、漏電流低,、擊穿電壓偏差一致性好、箝位元電壓較易控制,、無損壞極限,、體積小等優(yōu)點(diǎn)。

  但是在實(shí)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燈的損壞主要是因?yàn)殡娏鬟^大使晶片內(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(hù)點(diǎn)很難掌握,,這種器件就無法生產(chǎn)也就很難在實(shí)際中使用。

  3.選擇自恢復(fù)保險絲

 自恢復(fù)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(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)正常工 作電流通過(或元件處于正常環(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,,其中導(dǎo)電粒子又重新構(gòu)成導(dǎo)電通路,,PTC自恢復(fù)保險絲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(hù)作用,。在具體的電路中,,可以選擇:

  1、分路保護(hù),。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元件分別進(jìn)行保護(hù)。這種方式的好處是精確性高,,保護(hù)的可靠性好,。

  2、總體保護(hù),。在所有光珠的前面加接一支PTC元件,,對整燈進(jìn)行保護(hù),。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(hù)在實(shí)際使用中的結(jié)果還是令人滿意的。(半導(dǎo)體照明)


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