導讀：近年來，隨著LED技術的日趨成熟，LED光源被使用于越來越廣泛的領域中。而LED屬于電壓敏感型的器件，它在實際工作中是以20mA的電流為上限，但往往會因為其在使用中的各種原因導致電流增大，這個時候如果不采取保護措施，那么這種增大的電流超過一定的時間和幅度后LED就會損壞。本文先簡單介紹了LED的基本概念，分析了造成LED損壞的因素，給出了對LED進行保護的技術。

　　一、關于LED的簡介

　　LED是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場發(fā)光。它在裝配過程中容易被靜電擊傷，這就需要在裝配過程中進行靜電防護。

　　據分析，LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、無輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達 80~90%.將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進行對比，結果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/W,壽命小于2000小時，螺旋節(jié)能燈的光效為60lm/W,壽命小于8000小時，T5熒光燈則為96lm/W,壽命大約為10000小時，而直徑為5毫米的白光LED為20~28lm /W,壽命可大于100000小時。

　　LED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。

　　二、造成LED損壞的要素

　　造成LED損壞的要素主要有以下幾個因素：

　　1.供電電壓的突然升高。讓供電電源電壓突然升高的原因就很多了，例如電源的質量問題，或者用戶的不當使用等等原因都可能讓供電的電源電壓突然升高。

　　2.線路中某個元件或印制線條或其它導線的短路而形成LED供電通路的局部短路，使這個地方的電壓增高。

　　3.某個LED因為自身的質量原因損壞因而形成短路，它原有的電壓降就轉嫁到其它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。

　　以上的這些原因都會造成LED電流的明顯大幅上升，很快LED的芯片就會因為過熱而被燒毀。根據我們的經驗，LED燒毀后多數是兩極短路，少部分是斷路。每支LED約有3.2V左右的壓降，它燒毀后若是斷路這串LED就不發(fā)光了。若是短路這個電壓就轉給了其它的LED,造成其它LED的更大電流，其它LED就會更快的被燒毀，甚至危急電源。那么，怎么對LED來進行保護呢？

　　三、LED保護技術

　　對LED的保護我們首先想到的是用保險管，但保險管是性的，而且反應速度也太慢，既效果差實際使用也很麻煩，所以保險管不適宜用于現在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。針對這種實際的需求，并根據大量的實驗總結出了LED保護的技術。

　　首先，應該確定選用哪種保護電路和保護器件。

　　1.我們可以選擇使用瞬態(tài)電壓抑制二極管（簡稱TVS）。瞬態(tài)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(tài)高能量沖擊時，能以10的負12次方秒極短時間的速度，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(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、擊穿電壓偏差一致性好、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點。

　　但是在實際使用中發(fā)現不是很理想。首先是要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。TVS器件主要應用于防雷和避雷，以及220V以上的過電壓吸收等，而LED燈的供電電壓一般是24V或12V,這種電壓值的TVS成品很少，試驗不好進行。同時我們知道：LED光珠的損壞主要是因為電流過大使芯片內部過熱造成的。TVS只能探測過電壓不能探測過電流。過電壓肯定是過電流的原因，但是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。

　　2.我們可以選擇自恢復保險管。自恢復保險管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(huán)境溫度）時，PTC自恢復保險絲呈低阻狀態(tài)；當電路中有異常過電流通過（或環(huán)境溫度升高）時，大電流（或環(huán)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(tài)；當電路中過電流（超溫狀態(tài)）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(tài)。

　　在正常工作狀態(tài)自恢復保險管的發(fā)熱很小，在異常工作狀態(tài)它的發(fā)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。它的體積小，成本低，可反復使用，實現了保護的自動啟動自動退出；它是固態(tài)封裝耐沖擊不容易被損壞；我們在實際的測試中發(fā)現：由于它是熱敏感器件，受溫度的影響很大，由于PTC封裝在燈具的內部，光珠肯定要發(fā)熱就要影響PTC的工作性能。對已經確定的燈具可以通過試驗來選擇PTC,比較可靠的使用方法是讓它遠離發(fā)熱的燈珠。

　　然而，在具體的電路中，有下面兩種方式可供使用時選擇。

　　1.分路保護

　　一般LED燈是分成很多串接支路。比如24V電壓，我們都是用7支LED光珠相串接再加一支電阻構成，電流一般為17~19mA,根據需要我們可以選擇7的整數倍光珠來組合成一支整燈。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。我們一般是選用這種方式。就家用產品來說，這種保護在實際使用中的結果還是令人滿意的。

　　PTC的選用很講究，我們都是通過很長時間的實驗才摸索出了較為準確的對應數值。

　　文中主要介紹了LED的基本概念，分析了造成LED損壞的因素，給出了LED保護的技術以實現對LED電路的保護。希望通過本文的講解能夠為大家?guī)韺嶋H的幫助。