关于LED照明应用的电路保护设计的分析和应用

交流电源供电的LED灯泡

图1框图也适应于典型的交流电源供电的LED灯泡，不过少用了一些保护元件而已，它们和更大、更昂贵的工业灯具相比有相同的工作电路，但电路保护的驱动因素和风险因素则有很大不同。

LED灯泡很少带有保修，主要靠价格来竞争。因此，设计者的压力主要来自成本降低，而保护电路常是被削减用于降低成本的对象，因为它不是灯泡的必需功能。防火安全有时仅通过使用较薄的电路板走线来完成，这种做法被戏称为“穷人的保险”。这样做可以满足元件短路或开路时的安全性测试，但输入级电解电容漏液时它们不会中断过载条件。由此产生的故障模式很可能出现可怕的烟雾和臭气。唯一真正的解决方案是使用货真价实的保险丝。

如同工业照明的保护电路一样，它们需要在输入端加入一个MOV器件，因为这些耐压电子元件的利润率比有价格竞争力的商品要小得多。空间限制和预算问题将很可能导致采用一个更小的MOV器件。较小的MOV器件保护效果不太好，但总比没有强。没有任何保障措施可能在首次雷电时导致灯泡失效。购买LED灯泡后，如果初次体验太差，消费者可能会更换别的品牌。

AC输入LED作业灯

白炽灯是悬浮的灯丝向外辐射光线，为将光线重定向到一个特定方向和光束模式，白炽灯的设计师花费了大量的时间和精力。 而LED照明的一个先天优势是表面发射的LED光定向性很强——因此它们更适合台下照明和桌面照明。通常LED集成到灯具中，因此没有可更换零件。图1框图再次适用上述应用。一个MOV器件再次成为AC输入的保障，通常其大小则取决于总设计成本。因此，更昂贵的灯具将配备一个更大、更有效的MOV器件。

作业照明的一个重要特征是，它可以拔出且方便便携，因为一般外壳是塑料材料，不易排除静电，因此ESD是潜在的问题。最脆弱的部件是LED本身（尽管并非总是如此），但IC等电子元件通常由PCB控制器上的各类部件保护。一个可能的灾难场景是，有人决定在铺设地毯的房间中将LED台灯从一边移动到另一边。将其拔出，抓住其发光端，走过地毯，当用户将其再次插入开关时，在路径上积累的静电便通过手掌，穿过LED，通过驱动器电子电路，再经过电源线回到地面。（“说实话！它在那边时还能工作，但到这里时已经坏掉了！”）ESD保护是这些LED设计胜出的关键。

指示灯

或许您会辩解说使用LED作为指示灯并非真正的照明应用。但现在许多装修的房子中，夜灯已经完全被一排排LED指示灯所取代——尤其是现在大量的电子设备使用LED来指示电源的关闭状态！对于LED指示灯，需要采用一个直流电路，通过一个简单的电阻使用一个固定的直流电压源将LED驱动到一个适当的电流。尽管不是特别省电，但也只有2-10毫瓦。最关键的是，这些指示灯有时放置在控制面板的前面，有时则在控制按钮里边——使它们成为ESD首要保护对象。有些LED灯配备了ESD抑制器——但很多则没有，因此需要好好的检查数据手册。

汽车照明

LED特别适合汽车应用：

•LED通过低压直流电流驱动——因此仅需要一个简单的DC-DC转换器。因为不需要输入/输出隔离，因此通常选择降压转换器。

•LED是固态灯具，它们在剧烈振动环境中更可靠。

•LED的照明效率有助于降低汽车电子系统需求，而目前它们已经非常庞大且相当复杂。

一次故障或事故后，LED灯具仍需要更换;因此它们仍采取了灯泡的外形——有时和驱动电子元件集成在一起装入灯泡中。这使得它们成为交流LED可更换灯泡的直流输入版本。不过，因为缺乏交流输入电路，这些汽车灯泡需要输入端的ESD保护。

此外，还需要考虑反向极性保护，因为可能被反装或因为不正确的快速启动程序导致整个车辆出现瞬间反向驱动电压。注意单向TVS二极管可自动提供反向极性保护。

最后，车辆系统的直流电压可能不如您所期望的那样稳定。瞬态过压系统的激发条件需要有浪涌存在，往往是因为突然关闭除霜或者座椅电机等大负载。照明系统必须能够承受这样的过压。 TVS二极管是典型的解决方案。对持续过压状况，通常采用可复位的PTC设备与TVS二极管相结合。TE Connectivity提供PolyZen产品线用于电路保护，热整合了TVS和PTC器件，在给定的工作电压和电流下生成预匹配的保护方案。在几种模式下，汽车的电压和电流工作地很好，也同样适用于其它一些电子应用。

图2显示了汽车电路保护装置的典型配置

综上所述，电路保护是好设计的一个保险措施。通过省掉它来降低成本的做法可能会导致产品寿命缩短并影响产品声誉。如果做好保护，LED的寿命将很长。要考虑的最后一个因素是确保采用正品电路保护器件。贸泽是电子元件授权分销商，这意味存在严格的程序确保原始来源纯正的部件，而且贸泽电子有一大堆正版电路保护元件可供选择。设计时考虑电路保护，您就可以做出持久的设计来。