LED驱动电源浪涌保护方案设计及防护器件选用

LED灯具有高效、可靠、低耗能等特点，有着非常广泛的用途， 常用来做照明、显示、信号灯等等。 但由于LED使用环境的复杂性，尤其是当LED是用在户外时，其驱动电路非常容易遭受到过电压和过电流的冲击而造成故障或损坏，引发不必要的财产损失甚至是人员伤亡，因此在设计LED驱动电路时必须要充分考虑并做好保护措施，从而提高电路的可靠性，降低故障发生率， 下面就LED驱动电路的防护进行简单的探讨。

LED驱动电路一般由几个部分构成， 包括AC输入、整流,、DC/DC转换、等模块组成。接下来电路保护器件厂家东沃电子（DOWOSEMI）根据各个模块电压和电流及可能遭受到的浪涌情况的不同需要分开来做有针对的防护，有关LED驱动电源浪涌保护方案设计图如下所示：

一、AC交流电源输入端浪涌保护方案

从图中可以看出，采用压敏电阻(MOV)或气体放电管(GDT/SPG)组合来进行设计。在有接地的情况下，可以采用如图差共模同时防护的理念，在L-N之间并联压敏电阻（MOV），可以有效地抑制差模所产生的浪涌过电压，起到对后级电路保护，在L/N-PE之间分别采用MOV或MOV+GDT/SPG对地的电路连接方式可以有效的将共模浪涌能量泄放到大地，防止浪涌引入到后级电路而造成损坏；如果在电源没有接地线情况下，则在L-N线间可直接并联压敏电阻进行差模防护即可。为了避勉MOV保护元件在防护失效之后，出现短路失效着火燃烧的可能性，可以使用TMOV或PMOV进行保护。针对上面 MOV交流耐受电压选择至少要高于线路最大交流工作电压1.2~1.4倍，以避勉误动作，在有同时使用放电管GDT/SPG时，放电管击穿电压的下限值必须至少高于电路的最大峰值电压，耐受电流必须根据自身浪涌等级的需求选择不同电流等级，以符合于浪涌测试标准的要求。

二、AC转DC后电路防护方案

在有交流经过整流后，后端直流电路中的芯片对过压和过流非常敏感，芯片易受损坏，如图所示，经整流之后并联TVS二极管， 在有过压产生时，TVS二极管会以皮秒级的反应速度动作而把过高电压钳制在一个安全的范围内，从而保护后端芯片免受过压的冲击。异常电流可以通过在电路中设计自恢复保险丝PPTC进行防护，PPTC在过流产生时阻抗能迅速的变大，从而有效地阻断异

常电流，直至故障排除PPTC就可继续恢复低阻状态，使电路能继续恢复到正常工作状态。TVS二极管选用时截止电压一般为正常工作电压峰值的1.2~1.4倍即可，TVS二极管功率大小要根据过压的能量选择合适的等级。PPTC选择要结合电路工作电流及电压进行参考以及环境温度也是影响PPTC选择一个重要关键指标，PPTC的保持电流会随着应用环境温度的升高而降低。PPTC在电路中的位置一般串联在TVS前端，这样PPTC不仅可以对电路芯片有效的起到保护作用同时又可以对TVS管起到一定保护作用，可以大大的提高TVS管的使用寿命。

三、LED直接驱动电路防护方案

LED发光的亮度是由通过LED的电流大小来控制， 不稳定的电流又极易烧坏LED，在DC/DC模块后可以在电路中串联恒流二极管CRD来获得稳定的电流,，这样不仅可以使LED获得稳定的亮度,，又不至于因电流的不稳定而烧坏LED。低功率的LED灯工作电流一般为10mA到30mA，大功率的LED灯工作电流从200mA到1400mA不等，可以根据所需要的工作电流选择型号合适的恒流二极管。由于LED灯也易遭受到静电放电过压的干扰受损， 因此DC/DC电路后端的LED灯也需要做一定的有效过压防护，一般采用TVS二极管就可以。

在实际应用中，防浪涌过电压保护元件型号的选择与电路的工作电压电流、电路要做的雷击浪涌测试等级标准、工作环境、芯片的参数等诸多因素有着密切的关系，因此在考虑和设计LED驱动电路防护时，必须要进行综合的考量分析，才能有针对性的设计出比较合理的防护方案。具体详情，可咨询东沃电子产品工程师：136 7581 6901（微信同号）朱工