有關(guān)LED雷擊保護的電路設計問(wèn)題探討

2Pro AC系列器件提供了綜合的過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)熱電路保護，幫助保護多種多樣的低功率系統以防止由過(guò)電壓故障引起的損壞，包括雷擊、電源零線(xiàn)丟失、輸入電壓錯誤和電力線(xiàn)感應。

2Pro AC器件將PolySwitch聚合物正溫度(polymeric positive temperature coefficient, PPTC)過(guò)電流器件和金屬氧化物壓敏電阻(metal oxide varistor, MOV)元件集成在一個(gè)創(chuàng )新的熱保護器件中，幫助提供可恢復限流，用于過(guò)電壓故障中的過(guò)電流保護和電壓箝位。這種單一器件方法可以幫助制造商滿(mǎn)足行業(yè)測試要求、減少元件數目并提高設備可靠性。

對于家用型的LED照明，雷擊的保護要求都會(huì )小于2kV surge，2Pro AC正好可以防護2kV的雷擊，正是2Pro AC系列具有以上優(yōu)異的特性，在LED照明上有著(zhù)廣泛的應用。筆者也給很多客戶(hù)設計了2Pro AC的方案，完全可以滿(mǎn)足客戶(hù)的2kV surge要求。

本篇要討論的是筆者不久前調試的一塊客戶(hù)的LED電路板，對于雷擊的要求也是2kV，筆者把2Pro AC放置于LED lighting電路輸入端，再加上雷擊波形發(fā)生器和交流耦合，電路圖如下。

但是奇怪的事情發(fā)生了。打完2kV surge之后，LED燈不亮了。由于電路板還是通著(zhù)220V電源，明顯這次2Pro AC沒(méi)有保護后級的驅動(dòng)芯片，經(jīng)檢查驅動(dòng)芯片確實(shí)是損壞了。后來(lái)降低到1kV surge，但還是通不過(guò)，驅動(dòng)芯片也還是被打壞。為什么呢?2Pro AC是完全可以通過(guò)2kV surge的，那是什么原因導致驅動(dòng)芯片損壞的呢?

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筆者就此就分析了一下客戶(hù)的電路，發(fā)現客戶(hù)電路的拓撲是采用的單級PFC結構。這種單級PFC結構好處是電路比較簡(jiǎn)單，并且可以達到較高的PFC值，但是電路中取消了在原本電源開(kāi)關(guān)電路中常見(jiàn)的電解電容(電解電容一般根據LED驅動(dòng)器的功率而選定，一般會(huì )取47uF/400V左右)，取而代之的是小電容值的高壓電容。

正是由于沒(méi)有了這個(gè)大電解電容，導致了單級PFC結構電路的防雷擊能力大幅降低，雷擊surge發(fā)生的時(shí)候就損壞了驅動(dòng)芯片。也可以說(shuō)，2Pro AC是和大電解電容一起協(xié)調配合才能通過(guò)surge脈沖，同時(shí)也保護了后級的電子電路，缺少了哪一個(gè)保護性能都會(huì )大打折扣。

那接下來(lái)的問(wèn)題是既然沒(méi)有了大電解電容，那有沒(méi)有什么方案還是可以通過(guò)surge同時(shí)保護后級電路的，答案是有方案的。由于客戶(hù)采用的單級PFC結構，要通過(guò)surge測試要求的話(huà)，就需要兩極的保護電路來(lái)滿(mǎn)足surge的要求。筆者打算另文再進(jìn)行闡述。

從以上的案例分析得出，2Pro AC器件通過(guò)客戶(hù)的surge要求是和客戶(hù)端的電路拓撲息息相關(guān)的，客戶(hù)端的PCB板需要2Pro AC來(lái)進(jìn)行雷擊保護，同時(shí)2Pro AC也需要客戶(hù)端的電子電路比如電解電容一起配合來(lái)保護后級的脆弱的電子線(xiàn)路。所以一定要根據客戶(hù)的具體電路和應用才能得出一個(gè)可靠的電路防雷方案。