【浅析】 保护LED电路的小窍门

 我们都知道LED属于电压敏感型的器件，它在实际工作中是以20mA的电流为上限，但往往会因为其在使用中的各种原因导致电流增大，这个时候如果不采取保护措施，那么这种增大的电流超过一定的时间和幅度后LED就会损坏。下面我们就先来了解LED电路基本概念、LED损坏的因素以及进行LED电路的保护方法。

　　一、LED电路的基本概念

　　LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达80~90%.将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm/W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm/W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED为20~28lm/W，寿命可大于100000小时。有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。

　　大功率，指发光工率大，一般指0.5W，1W3W5W或更高的。光强与流明是比小功率大，但同样散热也很大，现在大功率都是单颗应用，加很大的散热片。小功率一般是0.06W左右的。插件和食人鱼等。现在LED手电一般是用小功率用的，光散不散，取决于LED的发光角度，有大角度小角度之分，小角度不散，大角度才散。

　　而有些LED在使用中的各种原因导致电流增大，这个时候如果不采取保护措施，那么这种增大的电流超过一定的时间和幅度后LED就会损坏。那么让我们来具体了解导致LED损坏的具体原因。

　　二、LED损坏的原因主要有：

　　1.电压的突然升高。

　　2.中某个组件或印制线条或其他导线的短路而形成LED供电通路的局部短路，使这个地方的电压增高。

　　3.LED因为自身的质量原因损坏因而形成短路，它原有的电压降就转嫁到其他LED上。

　　4.内的温度过高，使LED的特性变坏。

　　5.内部进了水，水是导电的。

　　6.配的时候没有做好防静电的工作，使LED的内部已经被静电所伤害。尽管施加的是正常电压和电流值，也是极易造成LED的损坏。

　　了解了以上造成LED损坏的因素。那么，我该怎么样进行LED电路的保护呢？　　三、保护LED电路的方法如下：

　　1.LED电路中采用保险丝(管)

　　由于保险丝是一次性的，且反应速度慢，效果差、使用麻烦，所以保险丝不适宜用于LED灯成品中，因为LED灯现在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求LED保护电路要很苛刻：在超出正常使用电流时能立即启动保护，让LED的供电通路就被断开，使LED和电源都能得到保护，在整个灯正常后又能够自动恢复供电，不影响LED工作。电路不能太复杂体积不能太大，成本还要低。所以采用保险丝的方式实现起来很困难。

　　2.瞬态电压抑制二极体(简称TVS)

　　瞬态电压抑制二极体是一种二极体形式的高效能保护器件。当它的两极受到反向瞬态高能量冲击时，能以10的负12次方秒极短时间的速度，使自己两极间的高阻立即降低为低阻，吸收高达数千瓦的浪涌功率，把两极间的电压钳位元在一个预定的电压值，有效的保护了电子线路中的精密元器件。瞬态电压抑制二极体具有回应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差一致性好、钳位元电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。

　　但是在实际使用中发现要寻找满足要求电压值的TVS器件很不容易。LED光珠的损坏主要是因为电流过大使芯片内部过热造成的。TVS只能探测过电压不能探测过电流。要选择合适的电压保护点很难掌握，这种器件就无法生产也就很难在实际中使用。

　　3.选择自恢复保险丝

　　自恢复保险丝又称为高分子聚合物正温度热敏电阻PTC，是由聚合物与导电粒子等构成。在经过特殊加工后，导电粒子在聚合物中构成链状导电通路。当正常工作电流通过(或元件处于正常环境温度)时，PTC自恢复保险丝呈低阻状态；当电路中有异常过电流通过(或环境温度升高)时，大电流(或环境温度升高)所产生的热量使聚合物迅速膨胀，也就切断了导电粒子所构成的导电通路，PTC自恢复保险丝呈高阻状态；当电路中过电流(超温状态)消失后，聚合物冷却，体积恢复正常，其中导电粒子又重新构成导电通路，PTC自恢复保险丝又呈初始的低阻状态。在正常工作状态自恢复保险管的发热很小，在异常工作状态它的发热很高阻值就很大，也就限制了通过它的电流，从而起到了保护作用。

　　在具体的电路中，可以选择：

　　①分路保护。一般LED灯是分成很多串接支路。我们可以在每个支路的前面加一支PTC组件分别进行保护。这种方式的好处是精确性高，保护的可靠性好。

　　②总体保护。在所有光珠的前面加接一支PTC组件，对整灯进行保护。这种方式的好处是简单，不占体积。对于民用产品来说，这种保护在实际使用中的结果还是令人满意的。