LED 灯具损坏常见原因及保护方案大功率白光 LED 作为新型绿色照明技术,有光转换效率高、能耗低、寿命长、无需维护等优点,逐渐被应用于各种照明领域。LED 的长寿命是基于其安全的工作环境,对于 LED 照明来讲,主要有两种威胁影响其寿命:一是过电冲击,就是 LED 上施加的电流超过该 LED 技术数据手册中的最大额定电流,包括过压引起的过电冲击;另一种是过热损伤。这些损坏可以表现为器件的立即失效,也可能发生在过电流冲击事件后许久才失效,缩短 LED 工作寿命。 LED 灯具损坏的原因 LED 灯具失效一是来源于电源和驱动的失效,二是来源于 LED 器件本身的失效。通常LED 电源和驱动的损坏来自于输入电源的过电冲击(EOS)以及负载端的断路故障。输入电源的过电冲击往往会造成驱动电路中驱动芯片的损坏,以及电容等被动元件发生击穿损坏。负载端的短路故障则可能引起驱动电路的过电流驱动,驱动电路有可能发生短路损坏或有短路故障导致的过热损坏。LED 器件本身的失效主要有以下几种情况。 1.瞬态过流事件 瞬态过流事件是指流过 LED 的电流超过该 LED 技术数据手册中的最大额定电流,这可能是由于大电流直接产生也可能是由高电压间接产生,如瞬态雷击、开关电源的瞬态开关噪声、电网波动等过压事件引起的过流。这些事件都是瞬态的,持续时间极短,通常我们将其称为尖峰,如“电流尖峰”、“电压尖峰”。造成瞬态过流事件的情况还包括 LED接通电源,或是带电插拔时的瞬态过电流。 对于汽车中的 LED 照明,ISO7637-2 的瞬态抛负载浪涌冲击则是其正常工作的一个重要威胁。 LED 遭受过电冲击后的失效模式并非固定,但通常会导致焊接线损坏,如图 1 所示。这种损坏通常由极大的瞬态过电流引起。除了导致焊接线烧断外,还可能导致靠近焊接线的其他部分损坏,例如密封材料。 图 1:LED 焊接线烧断损坏。 2.静电放电事件 静电放电(ESD)损坏是目前高集成度半导体器件制造、运输和应用中最为常见的一种瞬态过压危害,而 LED 照明系统则须满足 IEC61000-4-2 标准的“人体静电放电模式”8kV 接触放电,以防止系统在静电放电时有可能导致的过电冲击失效。 LED PN 结阵列性能将出现降低或损坏,如图 2 所示。ESD 事件放电通路导致的 LED芯片的内部失效,这种失效可能只是局部功能损坏,严重的话也会导致 LED 永久损坏。 图 2:LED 部分 PN 结损坏。 对于接近 80%能量都转化为热量的 LED 照...