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LED驱动电路的保护措施

作者:金桥电子  来源:本站整理  发布时间:2011-09-15 19:47:41  [去论坛]  [去网店]

LED 灯珠属于电压敏感型的器件,属容抗负载。在实际工作中,其电流精度要较高要求,这是影响发光效率和LED 灯珠使用寿命的主要问题之一。在驱动电路中,各种因素导致压流突变,如果不采取保护措施,这种增大的电流超过一定的时间和幅度后LED 就会损坏。

  造成LED 损坏的原因主要有:

  ①供电电压突然升高、突波增多。

  ②线路中某个组件或印制线条或其他导线的短路而形成LED 供电通路的局部短路,使这个地方的电压增高;焊点虚焊或松动。

  ③某个LED 因为自身的质量原因损坏因而形成短路,它原有的电压降就转嫁到其他LED 上;LED 内阻变化,LED 上所分电压不均。

  ④灯具内的温度过高,使LED 的特性变坏;灯具内部局部温升过快;焊接或浸锡时温度过高。

  ⑤灯具内部进了水,水是导电的;封闭灯具内热气流堆积形成水蒸汽或雾。

  ⑥在制程的时候没有做好防静电的工作,使LED 的内部已经被静电所伤害。尽管施加的是正常电压和电流值,也是极易造成LED 的损坏。

  ⑦光源测试中快速开与关,及极间电荷放电(即关断时渐灭)。

  ⑧洗板时洗板水的冲蚀与超声的纳波。

  ⑨带电操作;所有治具、夹具做防静电工作;保持环境的温湿度。

  LED 电路的保护可以考虑以下:

  1.保护电路中采用自恢复保险

  输入端采用自恢复保险是比较适合大电流负载过大来作为保护设备的。多路LED与大功率或在温度较高的情况下适合用自恢复保险。

  2.使用瞬态电压抑制二极管(简称TVS)

  瞬态电压抑制二极管是一种二极管形式的高效能保护器件。当它的两极受到反向瞬态高能量冲击时,能以10 的负12 次方秒极短时间的速度,使自己两极间的高阻立即降低为低阻,吸收高达数千瓦的浪涌功率,把两极间的电压箝位在一个预定的电压值,有效的保护了电子线路中的精密元器件。瞬态电压抑制二极管具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差一致性好、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。

  但是在实际使用中发现要寻找满足要求电压值的TVS 器件很不容易。LED 光珠的损坏主要是因为电流过大使芯片内部过热造成的。TVS 只能探测过电压不能探测过电流。要选择合适的电压保护点很难掌握,这种器件就无法生产也就很难在实际中使用。

  3.使用压敏电阻

  电压输出端并接个浪涌抑制型压敏能够很好的吸收设定值的突波,可免负载LED过高电压。其工作原理简单说就是利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。

  4.选择PTC

  正温度热敏电阻PTC,是由聚合物与导电粒子等构成。在经过特殊加工后,导电粒子在聚合物中构成链状导电通路。当正常其中导电粒工作电流通过(或组件处于正常环境温度)时,PTC 自恢复保险丝呈低阻状态;当电路中有异常过电流通过(或环境温度升高)时,大电流(或环境温度升高)所产生的热量使聚合物迅速膨胀,也就切断了导电粒子所构成的导电通路,PTC 自恢复保险丝呈高阻状态;当电路中过电流(超温状态)消失后,聚合物冷却,体积恢复正常,又重新构成导电通路,PTC 又呈初始的低阻状态。在正常工作状态自恢复保险管的发热很小,在异常工作状态它的发热很高阻值就很大,也就限制了通过它的电流,从而起到了保护作用。在具体的电路中,可以选择:

  ①分路保护

      一般LED 灯是分成很多串接支路。我们可以在每个支路的前面加一支PTC 组件分别进行保护。这种方式的好处是精确性高,保护的可靠性好。

  ②总体保护

       在所有光珠的前面加接一支PTC 组件,对整灯进行保护。这种方式的好处是简单,不占体积。对于民用产品来说,这种保护在实际使用中的结果还是令人满意的。

  5.输出电容与输出电容泄放电阻

  有带输出输出电容泄放电阻,不一定会带输出电容,但输出电容泄放电阻一定要有,其做为假负载的功能在LED 断开后就得工作。

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