造成LED損壞的主要原因，如何保護(hù)LED電路？

什么是LED電路

LED電路是一種可以將電能轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體。它改變了節(jié)能燈的白熾鎢絲燈和三色發(fā)光的原理。它采用電場(chǎng)發(fā)光。如果您需要使用更多的LED產(chǎn)品并串聯(lián)所有LED。這將要求LED驅(qū)動(dòng)器輸出更高的電壓。如果所有LED 并聯(lián)連接，則需要更大的 LED驅(qū)動(dòng)器輸出電流。所有LED串聯(lián)或并聯(lián)，不僅限制了LED的使用量，而且并聯(lián)LED負(fù)載電流越大，驅(qū)動(dòng)成本也會(huì)增加，解決辦法是采用混合方式。排列串聯(lián)并聯(lián)的平均LED數(shù)量，使分配給一個(gè)LED串聯(lián)支路的電壓相同，同一串聯(lián)支路中每個(gè)LED的電流也基本相同，亮度相同，通過(guò)各串聯(lián)支路的電流相似。

白光LED是一種電壓敏感器件，在實(shí)際工作中，應(yīng)將電流限制在20mA以內(nèi)。但由于使用中的各種原因，電流經(jīng)常增加。如果沒(méi)有保護(hù)措施，在一定時(shí)間內(nèi)，這種電流會(huì)增加，會(huì)損壞LED的幅值。

造成LED損壞的主要原因有：

（1）電源電壓突然升高。

（2）某一元件的線路或印刷線或其它導(dǎo)線短路引起LED電源短路的形成，使電壓升高。

（3）由于LED自身質(zhì)量損壞，從而形成短路。它是傳遞給其他LED的原始?jí)航怠?/p>

（4）燈管溫度過(guò)高，使LED的特性變差。

（5）燈具進(jìn)水里面，水是導(dǎo)電的。

（6）您在裝配中沒(méi)有做好防靜電工作，使內(nèi)部LED被靜電傷害。雖然應(yīng)用正常的電壓和電流值，但也容易導(dǎo)致LED損壞

LED的光學(xué)特性隨溫度而顯著變化。LED發(fā)出的光量隨著結(jié)溫的升高而減少。對(duì)于某些技術(shù)，發(fā)射波長(zhǎng)也隨溫度而變化。如果不適當(dāng)控制驅(qū)動(dòng)電流和結(jié)溫，LED效率會(huì)迅速下降，導(dǎo)致亮度降低和壽命縮短。與結(jié)溫相關(guān)的另一個(gè)LED特性是正向電壓（圖1），VF是LED兩端的正向壓降。VF

約為 2 伏（紅色 LED）和 3.5 伏（藍(lán)色 LED）。TF 代表 PN 結(jié)時(shí) LED 內(nèi)部的溫度。如果此溫度過(guò)高，LED 將損壞。Ij 是通過(guò) LED

的正向電流。如果僅使用一個(gè)簡(jiǎn)單的偏置電阻來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電流，則VF將隨著溫度的升高而降低，驅(qū)動(dòng)電流將增加。對(duì)于大功率LED尤其如此，這可能導(dǎo)致熱擊穿和組件故障。通常的做法是通過(guò)將LED安裝在金屬芯印刷電路板（PCB）上來(lái)加速傳熱來(lái)控制結(jié)溫。線耦合瞬變和浪涌電流也會(huì)縮短LED壽命，許多LED驅(qū)動(dòng)器容易受到直流電壓和極性誤差的影響，LED驅(qū)動(dòng)器輸出也可能因短路而損壞或破壞。大多數(shù)

LED 驅(qū)動(dòng)器都包含內(nèi)置安全功能，包括熱關(guān)斷和 LED 開(kāi)路和短路檢測(cè)。但是，為了保護(hù)IC和其他敏感電子元件，可能需要額外的過(guò)流保護(hù)元件。

如何保護(hù)LED電路

1 在保護(hù)電路（管）中使用保險(xiǎn)絲

由于保險(xiǎn)絲是一次性的，并且反應(yīng)速度慢，效果差，因此保險(xiǎn)絲不適合在成品LED燈中使用。因?yàn)長(zhǎng)ED燈現(xiàn)在主要在城市的光澤工程和照明工程。它要求LED保護(hù)電路非常苛刻：在正常使用電流時(shí)可以立即啟動(dòng)保護(hù)，使LED電源電路斷開(kāi)，這樣LED和電源就可以在正常光線下得到保護(hù)，然后自動(dòng)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，成本更低。因此，保險(xiǎn)絲的使用非常困難。

2 使用瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）

瞬態(tài)電壓抑制二極管是一種二極管形式的高性能保護(hù)裝置。當(dāng)其兩極受到反向瞬態(tài)高能沖擊時(shí)，兩極之間的高電阻可以立即降低到低電阻，在極短的10秒負(fù)時(shí)間內(nèi)12，吸收高達(dá)幾千瓦的浪涌功率，將兩極之間的電壓箝位在預(yù)定的電壓值，

有效保護(hù)電子電路中的精密元件。瞬態(tài)電壓抑制二極管具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致、鉗位電壓易于控制、無(wú)損傷極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際使用中，要找到滿足所需電壓值的TVS器件并不容易。LED燈珠損壞主要是由于芯片內(nèi)部過(guò)熱引起的過(guò)電流。TVS只能檢測(cè)過(guò)電壓，不能檢測(cè)過(guò)電流。要選擇合適的電壓保護(hù)點(diǎn)很難把握，這種不能生產(chǎn)的裝置在實(shí)踐中很難使用。

3 選擇自恢復(fù)保險(xiǎn)絲

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，又稱(chēng)聚合物正溫PTC熱敏電阻，由聚合物和導(dǎo)電顆粒組成。經(jīng)過(guò)特殊處理后，導(dǎo)電顆粒在聚合物中形成鏈狀導(dǎo)電路徑。當(dāng)正常工作電流通過(guò)（或組件處于正常環(huán)境溫度）時(shí)，PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲表現(xiàn)出低電阻狀態(tài)。當(dāng)異常過(guò)電流通過(guò)電路（或環(huán)境溫度升高）時(shí)，高電流（或環(huán)境溫度）產(chǎn)生的熱量使聚合物迅速膨脹，也切斷了導(dǎo)電顆粒形成的導(dǎo)電路徑，PTC自恢復(fù)熔斷器呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)電路過(guò)電流（過(guò)溫狀態(tài)）消失時(shí)，聚合物變冷，體積恢復(fù)正常，其中導(dǎo)電顆粒重新構(gòu)成導(dǎo)電路徑。PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲顯示低電阻的初始狀態(tài)。在正常工作狀態(tài)下，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的熱量非常小。在異常工作條件下，其耐熱性非常高，限制了通過(guò)它的電流，從而起到了保護(hù)作用。

在特定電路中，您可以選擇：

（1）分流保護(hù)。一般的LED燈分為許多串聯(lián)分支。我們可以在每個(gè)分支前面單獨(dú)添加一個(gè) PTC

組件以進(jìn)行保護(hù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是精度高，保護(hù)可靠性好。

（2）全面保護(hù)。前面所有燈珠加一個(gè)PTC元件，對(duì)整個(gè)燈進(jìn)行保護(hù)。這種方法的好處很簡(jiǎn)單，不考慮體積。對(duì)于民用產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這種保護(hù)在實(shí)際使用中還是令人滿意的。