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      淺談保護LED電路的最佳方案

          白光LED屬于電壓敏感型的器件,在實際工作中是以20mA的電流為上限,但往往會由于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后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。

        那么,我該怎么樣進行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)

         由于保險絲是一次性的,且反應速度慢,效果差、使用麻煩,所以保險絲不適宜用于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,在整個燈正常后又能夠自動 恢復供電,不影響LED工作。電路不能太復雜體積不能太大,成本還要低。所以采用保險絲的方式實現起來很困難。

        2.使用瞬態電壓抑制二極管(簡稱TVS)

         瞬態電壓抑制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,吸收高達數千瓦的浪涌功率,把兩極間的電壓箝位元在一個預定的電壓值,有效的保護了電子線路中的精密元器件。瞬態電壓抑制二極管具有回應時間 快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、箝位元電壓較易控制、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也就很難在實際中使用。

        3.選擇自恢復保險絲

         自恢復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。在經過特殊加工后,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(或元件處于正常環境溫度)時,PTC自恢復保險絲呈低阻狀態;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自恢復保險絲呈高阻狀態;當電路中過電流(超溫狀態)消失后,聚合物冷卻,體積恢 復正常,其中導電粒子又重新構成導電通路,PTC自恢復保險絲又呈初始的低阻狀態。

        在正常工作狀態自恢復保險管的發熱很小,在異常工作狀態它的發熱很高阻值就很大,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。在所有光珠的前面加接一支PTC元件,對整燈進行保護。這種方式的好處是簡單,不占體積。對于民用產品來說,這種保護在實際使用中的結果還是令人滿意的。


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