造成LED損壞的主要原因，如何保護LED電路？

什么是LED電路

LED電路是一種可以將電能轉(zhuǎn)換為可見光的半導體。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負載電流越大，驅(qū)動成本也會增加，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LED串聯(lián)支路的電壓相同，同一串聯(lián)支路中每個LED的電流也基本相同，亮度相同，通過各串聯(lián)支路的電流相似。

白光LED是一種電壓敏感器件，在實際工作中，應將電流限制在20mA以內(nèi)。但由于使用中的各種原因，電流經(jīng)常增加。如果沒有保護措施，在一定時間內(nèi)，這種電流會增加，會損壞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的原始壓降。

（4）燈管溫度過高，使LED的特性變差。

（5）燈具進水里面，水是導電的。

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

LED的光學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。對于某些技術(shù)，發(fā)射波長也隨溫度而變化。如果不適當控制驅(qū)動電流和結(jié)溫，LED效率會迅速下降，導致亮度降低和壽命縮短。與結(jié)溫相關(guān)的另一個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（藍色 LED）。TF 代表 PN 結(jié)時 LED 內(nèi)部的溫度。如果此溫度過高，LED 將損壞。Ij 是通過 LED

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

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

如何保護LED電路

1 在保護電路（管）中使用保險絲

由于保險絲是一次性的，并且反應速度慢，效果差，因此保險絲不適合在成品LED燈中使用。因為LED燈現(xiàn)在主要在城市的光澤工程和照明工程。它要求LED保護電路非?？量蹋涸谡Ｊ褂秒娏鲿r可以立即啟動保護，使LED電源電路斷開，這樣LED和電源就可以在正常光線下得到保護，然后自動恢復供電，不影響LED工作。電路不能太復雜，體積不能太大，成本更低。因此，保險絲的使用非常困難。

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裝置。當其兩極受到反向瞬態(tài)高能沖擊時，兩極之間的高電阻可以立即降低到低電阻，在極短的10秒負時間內(nèi)12，吸收高達幾千瓦的浪涌功率，將兩極之間的電壓箝位在預定的電壓值，

有效保護電子電路中的精密元件。瞬態(tài)電壓抑制二極管具有響應時間快、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、無損傷極限、體積小等優(yōu)點。但是，在實際使用中，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)部過熱引起的過電流。TVS只能檢測過電壓，不能檢測過電流。要選擇合適的電壓保護點很難把握，這種不能生產(chǎn)的裝置在實踐中很難使用。

3 選擇自恢復保險絲

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

在特定電路中，您可以選擇：

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

組件以進行保護。這種方法的優(yōu)點是精度高，保護可靠性好。

（2）全面保護。前面所有燈珠加一個PTC元件，對整個燈進行保護。這種方法的好處很簡單，不考慮體積。對于民用產(chǎn)品來說，這種保護在實際使用中還是令人滿意的。