本文主要針對 LED 驅動(dòng)電路中不同模塊中可能出現的浪涌電壓及電流等可能損壞電路元器件的異常情況的保護進(jìn)行了討論，對浪涌防護器件的選型和實(shí)現方法做了簡(jiǎn)要的闡述。

 

LED 燈具有高效、可靠、低耗能等 特點(diǎn)，有著(zhù)非常廣泛的用途，常用來(lái)做照明、顯示、信號燈等等。

但由于 LED 使用環(huán)境的復雜性，尤其是當 LED 是用在戶(hù)外時(shí)，其驅動(dòng)電路非常容易遭受到過(guò)電壓和過(guò)電流的沖擊而造成故障或損壞，引發(fā)不必要的財產(chǎn)損失甚至是人員傷亡，因此在設計 LED 驅動(dòng)電路時(shí)必須要充分考慮并做好保護措施，從而提高電路的可靠性，降低故障發(fā)生率，  下面就 LED 驅動(dòng)電路的防護進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

 

LED 驅動(dòng)電路一般由幾個(gè)部分構成，包括 AC 輸入、整流,、DC/DC 轉換、等模塊，  根據各個(gè)模塊電壓和電流及可能遭受到的浪涌情況的不同需要分開(kāi)來(lái)做有針對的防護。

 

1、 在交流電源 AC 輸入端浪涌保護方案，可以采用壓敏電阻(MOV)  或加氣體放電管(GDT/SPG)   組合來(lái)進(jìn)行設計。在有接地的情況下，可以采用差共模同時(shí)防護的理念，在 L-N 之間并聯(lián)壓敏電阻（MOV），可以有效地抑制差模所產(chǎn)生的浪涌過(guò)電壓，起到對后級電路保護，在L/N-PE 之間分別采用 MOV  或MOV+GDT/SPG 對 地的電路連接方 式可以有效的 將共模浪涌能量 泄放到大地,  防止浪涌引入到后級電路而造成損壞；如果在電源沒(méi)有接地線(xiàn)情況下，則在 L-N 線(xiàn)間可直接并聯(lián)壓敏電阻 進(jìn)行差模防護 即可。為了避勉 MOV 保護元件在防護失效之后，出現短路失效著(zhù)火燃燒的可能 性，可以使用 TMOV或 PMOV 進(jìn)行保護。針對上面 MOV 交流耐受電壓選擇至少要高于線(xiàn)路最大交流工作電壓1.2~1.4 倍，以避勉誤動(dòng)作，在有同時(shí)使用放電管GDT/SPG 時(shí)，放電管擊穿電壓的下限值必須至少高于電路的最大峰值電壓，耐受電流必須根據自身浪涌等級的求選擇不同電流等級，以符合于浪涌測試標準的要求。

 

2、 在有交流經(jīng)過(guò)整流后，后端直流電路中的芯片對過(guò)壓和過(guò)流非常敏感，芯片易受損壞，經(jīng)整流之后 并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管TVS，在有過(guò)壓產(chǎn)生時(shí)，TVS 會(huì )以皮秒級的反應速度動(dòng)作而把過(guò)高電壓鉗制在一個(gè)安全 的范圍內，從而保護后端芯片免受過(guò)壓的沖擊。異常電流可以通過(guò)在電路中設計自恢復保險絲 PPTC 進(jìn)行防護，PPTC 在過(guò)流產(chǎn)生時(shí)阻抗能迅速的變大，從而有效地阻斷異常電流，直至故障排除 PPTC 就可繼續恢復低阻狀態(tài)，使電路能繼續恢復到正常工作狀態(tài)。TVS 選用時(shí)截止電壓一般為正常工作電壓峰值的1.2~1.4 倍即可，TVS功率大小要根據過(guò)壓的能量選擇合適的等級。

 

PPTC 選擇要結合電路工作電流及電壓進(jìn)行參考以及環(huán)境溫度也是影響 PPTC 選擇一個(gè)重要關(guān)鍵指標，PPTC 的保持電流會(huì )隨著(zhù)應用環(huán)境溫度的升高而降低。PPTC 在電路中的位置一般串聯(lián)在 TVS 前端，這樣 PPTC 不僅可以對電路芯片有效的起到保護作用同時(shí)又可以對 TVS 管起到一定保護作用，可以大大的提高 TVS 管的使用壽命。

 

3、 LED 發(fā)光的亮度是由通過(guò) LED 的電流大小來(lái)控制，不穩定的電流又極易燒壞 LED，在 DC/DC模塊后可以在 電路中串聯(lián)恒流二極管  CRD 來(lái)獲得穩 定的電流,，這樣不僅可以使 LED 獲得穩定的亮度,，又不至于因電流的不穩定而燒壞 LED。低功率的 LED 燈工作電流一般為10mA 到  30mA ，大功率的  LED 燈 工作電流從  200mA  到1400mA 不等，可以根據所需要的工作電流選擇型號合適的恒流二極管。由于 LED 燈也易遭受到靜電放電過(guò)壓的干擾受損，因此 DC/DC 電路后端的 LED 燈也需要做一定的有效過(guò)壓防護，一般采用 TVS管就可以。

 

4、 當多個(gè)的 LED 燈通過(guò)串聯(lián)的方式進(jìn)行連接時(shí)，一旦出現 LED 燈出現失效開(kāi)路 故障，整個(gè)LED 燈都會(huì )因為此故障而影響到其它 LED 燈正常工作，為了解決這個(gè)問(wèn)題, 可以針對每個(gè) LED 燈上并聯(lián)一個(gè)防開(kāi)路的 LED 保護器件 Tx，這樣就可充分的提高每個(gè) LED的使用效率，當單個(gè) LED 出現失效開(kāi)路故障時(shí),  與之并聯(lián)的 LED開(kāi)路保護器件 Tx 會(huì )立即導通， 使之可持續的維持處于通態(tài)，從而保證了電路中其它串聯(lián)的 LED 不因單顆 LED 的開(kāi)路故障而熄滅，但此防護措施成本相對比較高。

 

綜上所述，LED 驅動(dòng)電路一般由 AC 輸入、整流,、DC/DC 轉換、等模塊組成，從而一個(gè)LED 驅動(dòng)電路大致整體的防護方案實(shí)際應用中，浪涌保護元件型號的選 擇與電路的工作電壓電流，電路 要做的雷擊浪涌測試等級標準，工作環(huán)境，芯片的參數等諸多因素有著(zhù)密切的關(guān)系，因此在考慮和設計LED 驅動(dòng)電路防護時(shí)，必須要進(jìn)行綜合的考量分析，才能有針對性的設計出比較合理的防護方案。