串聯(lián)LED照明電路保護很重要 優(yōu)化策略你了解多少

許多戶(hù)外應用位于離開(kāi)地面的位置，因此，一個(gè)小的事故就會(huì )變成一個(gè)大的問(wèn)題。串聯(lián)中，單個(gè)高亮度LED開(kāi)路故障可能導致重大費用與不便，原因是必須對整個(gè)裝配進(jìn)行維修。

潛在的LED旁路保護裝置分析

為了保護單個(gè)高亮度LED，并防止整個(gè)高亮度LED串聯(lián)串在單個(gè)高亮度LED出現故障時(shí)熄滅，在高亮度LED終端必須安裝旁路保護裝置。有許多裝置可以考慮，包括壓敏電阻、可控硅整流器、穩壓二極管、聚合靜電放電保護器及LED開(kāi)路保護器。

壓敏電阻：

這些裝置最適合于相對高能的電源線(xiàn)路瞬變，特別是雷擊及大型電感負荷轉換造成的瞬變。很遺憾，這些裝置不能作出快速反應，無(wú)法保護LED免受低級別瞬變(可能造成LED故障)的危害。除該缺點(diǎn)外，如果LED出現故障形成開(kāi)路，壓敏電阻不能為電流提供路徑，因此整個(gè)LED串將關(guān)閉。壓敏電阻產(chǎn)生的熱對發(fā)光二極管也可能是一個(gè)問(wèn)題。

可控硅整流器：

在出現故障的發(fā)光二極管附近，可控硅整流器可按路徑發(fā)送電流，以保持LED串的其余部分發(fā)光。但是，這些裝置是一些大型裝置，它們通常需要電阻式分壓，以設置觸發(fā)電壓。不同溫度上，可控硅整流器觸發(fā)電壓的變化可能會(huì )非常大。此外，反向阻斷電壓太高，因此，可控硅整流器不能提供反極性保護。

穩壓二極管：

盡管穩壓二極管通常比可控硅整流器小得多，但仍舊存在其他問(wèn)題。當一個(gè)LED出現故障形成開(kāi)路時(shí)，穩壓二極管必須引導串聯(lián)燈串中的所有電流。大部分穩壓二極管有相對較低的電流額定值，因此它們的壽命在該種類(lèi)型的應用中比較短。穩壓二極管也會(huì )引起微環(huán)境熱事件，該事件可能會(huì )導致進(jìn)一步的LED故障。

高分子聚合物ESD保護器：

通常這些設備是專(zhuān)用于高速數字電路，不是用于直流線(xiàn)路的保護，與LED串的情況一樣。與硅裝置相比，它們有較高的動(dòng)態(tài)電阻，因此它們的鉗位電壓太高，不能保護易碎的LED。此外，它們不能提供過(guò)載保護，也不能提供反極性保護。

LED開(kāi)路保護器：

這些裝置是特別設計用于保持串聯(lián)LED燈串的其余部分，在一個(gè)LED出現故障時(shí)，仍能夠正常運轉。它們是緊湊的硅基裝置，安裝在每個(gè)LED終端。作為旁路裝置，它們能夠在開(kāi)路LED周?chē)?，按路徑發(fā)送電流，保持LED串的其余部分仍能夠照明。一些LED開(kāi)路保護器還提供靜電放電/照明及反極性保護，這樣可以減少照明電路成本，消除對附加保護組件的需求。LED開(kāi)路保護器運作

LED開(kāi)路保護器是安裝在LED上內部觸發(fā)的兩個(gè)終端裝置，如果LED自身修復或被更換，它會(huì )自動(dòng)重置。這種保護器是電壓觸發(fā)開(kāi)關(guān)，漏電量低，與微安開(kāi)關(guān)相似，當它被觸發(fā)時(shí)(圖3)，就變成低阻抗的微安開(kāi)關(guān)，可最大限度地減少功率消耗。通路狀態(tài)的LED下降約0.7V，這并不足以打開(kāi)保護器裝置。一旦有一個(gè)LED出現故障形成開(kāi)路，有足夠的電路電壓來(lái)觸發(fā)保護器至通路狀態(tài)(恒流輸出電壓由LED驅動(dòng)電路提供)。圖3中描述的PLED6系列也是以?xún)戎每估擞繛樘卣鞯?，有助于保護LED免受附近雷擊或靜電放電事件引發(fā)的浪涌。

圖4：典型的LED開(kāi)路保護器 V-I 特征。

拿Littelfuse PLED6系列裝置作為典型LED開(kāi)路保護器為例，圖4顯示了關(guān)鍵的參數為VBR，IS，IH，IT與VT。如V-I曲線(xiàn)所示，VBR定義了該裝置的斷開(kāi)電壓額定值至擊穿電壓額定值之間的區域。在斷開(kāi)狀態(tài)下，VBR是可以應用于該裝置的直流與交流電壓的連續峰值組合，這導致了通過(guò)該裝置的電流小于5μA(從6至33V DC的各類(lèi)最低VBR額定值都是可行的)。IS是電流值，當應用最低VBR時(shí)，它可導致裝置從斷開(kāi)狀態(tài)切換到通路狀態(tài)。通常，IS最大值為100mA。吸持電流(IH)是維持裝置處于通路狀態(tài)時(shí)的最低電流需求(通常為5mA)。通路狀態(tài)電壓(VT)是全傳導期間穿過(guò)裝置的最大電壓。IT是在通路狀態(tài)下，兩秒內可以通過(guò)裝置的最大電流額定值(最大值為1A)。通常，LED串電流要遠低于該值，這樣可使得LED開(kāi)路保護器繼續保持下去。

理想情況下，在LED開(kāi)路保護方案中，每個(gè)LED都有一個(gè)保護裝置