LED驅動浪湧防護器件的選型和實現方法

本文主要針對 LED 驅動電路中不同模組中可能出現的浪湧電壓及電流等可能損壞電路元器件的異常情況的保護進行了討論，對浪湧防護器件的選型和實現方法做了簡要的闡述。

LED 燈具有高效、可靠、低耗能等特點，有著非常廣泛的用途，常用來做照明、顯示、訊號燈等等。

但由於LED使用環境的複雜性，尤其是當

LED 是用在戶外時，其驅動電路非常容易遭受到過電壓和過電流的衝擊而造成故障或損壞，引發不必要的財產損失甚至是人員傷亡，因此在設計 LED

驅動電路時必須要充分考慮並做好保護措施，從而提高電路的可靠性，降低故障發生率，下面就LED 驅動電路的防護進行簡單的探討。

LED 驅動電路一般由幾個部分構成，包括 AC 輸入、整流、DC/DC 轉換、等模組，根據各個模組電壓和電流及可能遭受到的浪湧情況的不同需要分開來做有針對的防護。

1、

在交流電源 AC 輸入端浪湧保護方案，可以採用壓敏電阻（MOV）  或加氣體放電管（GDT/SPG）

組合來進行設計。在有接地的情況下，可以採用差共模同時防護的理念，在 L-N

之間並聯壓敏電阻（MOV），可以有效地抑制差模所產生的浪湧過電壓，起到對後級電路保護，在L/N-PE 之間分別採用 MOV

或MOV+GDT/SPG 對 地的電路連線方 式可以有效的 將共模浪湧能量 洩放到大地，

防止浪湧引入到後級電路而造成損壞；如果在電源沒有接地線情況下，則在 L-N 線間可直接並聯壓敏電阻 進行差模防護 即可。為了避勉 MOV

保護元件在防護失效之後，出現短路失效著火燃燒的可能 性，可以使用 TMOV或 PMOV 進行保護。針對上面 MOV

交流耐受電壓選擇至少要高於線路最大交流工作電壓1。2~1。4 倍，以避勉誤動作，在有同時使用放電管 GDT/SPG

時，放電管擊穿電壓的下限值必須至少高於電路的最大峰值電壓，耐受電流必須根據自身浪湧等級的求選擇不同電流等級，以符合於浪湧測試標準的要求。

2、

在有交流經過整流後，後端直流電路中的晶片對過壓和過流非常敏感，晶片易受損壞，經整流之後 並聯瞬態抑制二極 管 TVS，在有過壓產生時，TVS

會以皮秒級的反應速度動作而把過高電壓鉗制在一個安全 的範圍內，從而保護後端晶片免受過壓的衝擊。異常電流可以透過在電路中設計自恢復保險絲 PPTC

進行防護，PPTC 在過流產生時阻抗能迅 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，使電路能繼續恢復到正常工作狀態。TVS 選用時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行參考以及環境溫度也是影響 PPTC 選擇一個重要關鍵指標，PPTC

的保持電流會隨著應用環境溫度的升高而降低。PPTC 在電路中的位置一般串聯在 TVS 前端，這樣 PPTC

不僅可以對電路晶片有效的起到保護作用同時又可以對 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 發光的亮度是由透過 LED 的電流大小來控制，  不穩定的電流又極易燒壞LED，在DC/DC模組後可以在 電路中串聯恆流二極體

CRD 來獲得穩 定的電流，這樣不僅可以使LED獲得穩定的亮度，，又不至於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恆流二極體。由於 LED

燈也易遭受到靜電放電過壓的干擾受損，因此 DC/DC電路後端的LED燈也需要做一定的有效過壓防護，一般採用TVS管就可以。

4、

當多個的 LED 燈透過串聯的方式進行連線時， 一旦出現 LED 燈出現失效開路故障，整個LED

燈都會因為此故障而影響到其它LED燈正常工作，為了解決這個問題，可以針對每個LED燈上並聯一個防開路的LED保護器件Tx，這樣就可充分的提高每個

LED的使用效率，當單個LED出現失效開路故障時，與之並聯的LED開路保護器件 Tx

會立即導通，使之可持續的維持處於通態，從而保證了電路中其它串聯的LED不因單顆LED的開路故障而熄滅，但此防護措施成本相對比較高。

實際應用中，浪湧保護元件型號的選 擇與電路的工作電壓電流，電路 要做的雷擊浪湧測試等級標準，工作環境，晶片的引數等諸多因素有著密切的關係，因此在考慮和設計LED驅動電路防護時，必須要進行綜合的考量分析，才能有針對性的設計出比較合理的防護方案。