不可不知的LED十大经典问答与设计考量

是宽禁带半导体材料，它的电阻率较高，对于InGaN/AlGaN/GaN的双异质结蓝色光LED，其InGaN的有源 层的厚度一般只有几十纳米，再由于这种LED的两个正、负电极在芯片同一面上，之间距离很小，若两端静电电荷累积到一定值时，这一静电电压会将PN击穿， 使其漏电增大，严重时PN结击穿短路，LED失效。

　　正因为存在静电威胁，对于上述结构的LED芯片和器件在加工过程中对加工厂地、机器、工具、仪器，包括员工服装均要采取防静电措施，确保不损伤LED。另外，在芯片和器件的包装上也要采用防静电材料。

　　问：LED路灯防雷能用一个压敏电阻吗?

　　答：关于路灯的防雷设计并非是一个简单的问题。首先要了解你的路灯系统方案全貌架构，如采用AC--》开关电源--》恒流源 --》LED光源的方案，那么，你应该首先考虑开关电源的防雷，雷击的侵入往往是由AC电线导入的，先被侵害的主体应该是开关电源，经开关电源输出 的直流电压理论上是一干净的电源，至此雷击对恒流源的影响已经很小了。LED路灯一般是买现成的开关电源来配套，因此你在选用时特别选购能防雷击的开关电 源，即在开关电源的输入端已设置防雷击电路。

　　问：隔离型与非隔离型驱动方案各有何优缺点？应用中如何选择？

　　答：所谓隔离，是指输入与输出间没有直接的电气连接关系，从安全的要求讲，一般要求输入/输出间耐压在3KV以上。目前的隔离型方案多是以变压器作为隔离元件的AC/DC的反激式（Flyback）电路方案，因此相对电路较复杂、成本较高。而非隔离型基本是采用功率电感的DC/DC的升压（Boost）或 降压（Buck）电路，相对电路较简单，因而成本也相对较低。

　　由于电路上差异较大，大多数的芯片都不具备同时实现两种方案的可能。从恒流精度上看，隔离型可以做到±5%以内，而非隔离型则很难做到。

　　目前在以市电为输入电源的LED灯具中（特别是驱动与光源一体的灯具），本着安全第一的原则，基本已不需再采用非隔离型方案。但也有例外，LED日光灯管 由于受到结构和空间的制约，仍还用非隔离型方案。在低压供电的LED灯具中，以效率和成本优先的原则，非隔离型方案是最佳的选择。

　　问：LED被静电击穿的原理和过程是怎么样的？会有何影响？

　　答：LED属于半导体类元件，它的PN结是直接裸露在外头的，很容易接触静电。当LED两个电极上极性不同的电荷积累（产生电荷或者转移过来的电荷）到一 定的程度，又得不到及时释放，电荷能量一旦超过LED芯片最大承受值时，电荷将以极短的瞬间（纳秒级别）在LED两个电极层之间进行放电，产生功率焦耳的热量，在导电层之间局部（往往是电阻值最小、电极周边的）会形成1400℃以上的高温，高温将会把导电层之间熔融成一些小孔，从而造成漏电、暗亮、死灯、电性飘移等现象。

　　这个击穿LED的静电能量它并非就是一个高压，学术的讲是一个能量，它取决于电荷的量和的时间长短这两个核心系数。放电刹那的时间越短威力越大，电荷越多威力也越大。静电击穿LED是个非常复杂的过程，因此，测试LED抗静电时的模拟设计也是一项很复杂、很严谨的测试。

　　被静电击损后的LED如果是比较严重的往往是死灯、漏电。轻微的静电损伤，LED一般没有什么异常，但此时，该LED已经有一定的隐患，当它受到二次静电损伤时，那就会出现暗亮、死灯、漏电增大啦。

　　问：如何设计高品质LED驱动电路？

　　答：LED光源是一种长寿命光源，理论寿命可达50000小时，但应用电路设计不合理、电路元器件选用不当、LED光源散热不好，都会影响它的使用寿命。 特别是在应用电路里，作为AC/DC整流桥的输出滤波器的电解电容器，它的使用寿命在5000小时以下，这就成了制造长寿命LED灯具技术的拦路虎，设计 生产可在应用电路里省去电解电容器的新一代LED驱动IC是可行的解决方案。

　　此外，对新一代LED驱动IC的设计必须打破传统的DC/DC拓扑结构设计理念，如采用恒功率、不采用磁滞控制的降压型而采用定频定电流控制、解决使用卤 素灯电子变压器所产生的灯源闪烁和多灯并联不亮问题等等;还必须解决LED驱动IC在多种应用电路中能过EMC、安规、CE、UL等认证;应用电路应力求 简洁、使用元器件少;隔离与非隔离的应用历来是商家在安全与效率之争焦点;提高PWM控制器的占空比等等。

　　问：选择和设计LED驱动电源时要考虑哪些因素？

答：LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流（即市电）、低压 直流、高压直流、低压高频交流（如电子变压器的输出）等。而LED驱