针对串联LED照明的电路保护优化策略

LED开路保护器运作

LED开路保护器是安装在LED上内部触发的两个终端装置，如果LED自身修复或被更换，它会自动重置。这种保护器是电压触发开关，漏电量低，与微安开关相似，当它被触发时(图3)，就变成低阻抗的微安开关，可最大限度地减少功率消耗。通路状态的LED下降约0.7V，这并不足以打开保护器装置。一旦有一个LED出现故障形成开路，有足够的电路电压来触发保护器至通路状态(恒流输出电压由LED驱动电路提供)。图3中描述的PLED6系列也是以内置抗浪涌为特征的，有助于保护LED免受附近雷击或静电放电事件引发的浪涌。


图4：典型的LED开路保护器 V-I 特征。

拿Littelfuse PLED6系列装置作为典型LED开路保护器为例，图4显示了关键的参数为VBR，IS，IH，IT与VT。如V-I曲线所示，VBR定义了该装置的断开电压额定值至击穿电压额定值之间的区域。在断开状态下，VBR是可以应用于该装置的直流与交流电压的连续峰值组合，这导致了通过该装置的电流小于5μA(从6至33V DC的各类最低VBR额定值都是可行的)。IS是电流值，当应用最低VBR时，它可导致装置从断开状态切换到通路状态。通常，IS最大值为100mA。吸持电流(IH)是维持装置处于通路状态时的最低电流需求(通常为5mA)。通路状态电压(VT)是全传导期间穿过装置的最大电压。IT是在通路状态下，两秒内可以通过装置的最大电流额定值(最大值为1A)。通常，LED串电流要远低于该值，这样可使得LED开路保护器继续保持下去。

理想情况下，在LED开路保护方案中，每个LED都有一个保护装置。但是，“预算”保护方案可能发挥作用。例如，当选择适当的LED开路装置时，可以在串联中的两个LED上安装一个PLED。一个LED故障会导致两个LED变暗，但这削减了一半的保护成本。

结论

照明设备制造商正在向生产LED进行转型，因为LED设备成本低，性能高，维护少，并且它们的寿命可持续数万小时。但是，它们仍然需要防静电保护，尤其是在高可靠性应用方面，例如，在恶劣环境中布署的安全关键照明设备。事实上，与传统照明设备相比，户外LED照明设备具有不可靠性，除非设计师增加了适当的电路保护，以防止最严重的过压情况出现。

第一道防线是良好的电路保护方案，把输入电源延伸至各个LED。LED开路保护装置可以应对重大的超电压瞬变，当一个LED发生故障形成开路时，保持串联的其他LED仍旧可以照明。尽管这样的保护是有益的，但它仍然只是总保护方案的一部分，总保护方案应包括保护开关式电源与LED驱动器的熔断器、MOV与TVS装置。