LED器件本身的失效主要有以下幾種情況。

 

1、瞬態過流事件
 

瞬態過流事件是指流過LED的電流超過該LED技術數據手冊中的最大額定電流，這可能是由於大電流直接產生也可能是由高電壓間接產生
，如瞬態雷擊
、開關電源的瞬態開關噪聲、電網波動等過壓事件引起的過流。這些事件都是瞬態的
，持續時間極短，通常我們將其稱為尖峰，如“電流尖峰”、“電壓尖峰”。造成瞬態過流事件的情況還包括LED接通電源，或是帶電插拔時的瞬態過電流。
 

LEDzaoshouguodianchongjihoudeshixiaomoshibingfeiguding，dantongchanghuidaozhihanjiexiansunhuai。zhezhongsunhuaitongchangyoujidadeshuntaiguodianliuyinqi。chuledaozhihanjiexianshaoduanwai，haikenengdaozhikaojinhanjiexiandeqitabufensunhuai，lirumifengcailiao。

 

2、靜電放電事件
 

靜電放電(ESD)損壞是目前高集成度半導體器件製造、運輸和應用中最為常見的一種瞬態過壓危害，而LED照明係統則須滿足IEC61000-4-2標準的“人體靜電放電模式”8kV接觸放電，以防止係統在靜電放電時有可能導致的過電衝擊失效。ESD事件放電通路導致的LED芯片的內部失效
，這種失效可能隻是局部功能損壞
，嚴重的話也會導致LED永久損壞。

 

對於接近80%能量都轉化為熱量的LED照明設計而言，熱管理和故障過熱保護是其麵臨的一個挑戰。理論和實踐都已經證明
，LED的性能和壽命是與LED的PN結工作溫度緊密相關。當LED芯片內結溫升高10℃，光通量就會衰減1%，LED的壽命就會減少50%。

電源及驅動電路的保護
 

由於LED電(dian)源(yuan)和(he)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)容(rong)易(yi)遭(zao)受(shou)過(guo)電(dian)衝(chong)擊(ji)和(he)短(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)而(er)損(sun)壞(huai)

，因(yin)此(ci)在(zai)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)要(yao)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)各(ge)種(zhong)故(gu)障(zhang)狀(zhuang)態(tai)的(de)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)
，以(yi)提(ti)高(gao)電(dian)路(lu)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)返(fan)修(xiu)率(lv)。泰(tai)科(ke)電(dian)子(zi)的(de)LVR係列PTC可以實現交流電源的過流和短路保護，ROV用於過電衝擊和浪湧保護。POLYZEN係列是用於直流電源輸入口的過壓過流綜合保護元件，LED燈串中的表麵貼係列則是實現負載過流或斷路故障保護(圖1)。

 

圖1：斷路故障保護電路圖
 

 

雖然許多高端LED驅動器件逐漸集成了過流、過guo熱re等deng保bao護hu功gong能neng
，但dan在zai許xu多duo場chang合he，特te別bie是shi過guo熱re保bao護hu方fang麵mian，仍reng然ran需xu要yao分fen立li元yuan器qi件jian方fang案an作zuo為wei協xie同tong保bao護hu方fang案an，以yi使shi燈deng具ju具ju有you更geng高gao的de可ke靠kao性xing和he更geng長chang的de壽shou命ming。
 

PPTC是shi指zhi高gao分fen子zi聚ju合he物wu正zheng溫wen度du熱re敏min電dian阻zu，是shi由you聚ju合he物wu與yu導dao電dian粒li子zi等deng構gou成cheng，經jing過guo特te殊shu加jia工gong後hou，導dao電dian粒li子zi在zai聚ju合he物wu中zhong構gou成cheng鏈lian狀zhuang導dao電dian通tong路lu。當dang正zheng常chang工gong作zuo電dian流liu通tong過guo(或元件處於正常環境溫度)時，PPTC呈低阻狀態。當電路中有異常過電流通過(或環境溫度升高)時，大電流(或環境溫度升高)所產生的熱量使聚合物迅速膨脹，切斷了導電粒子所構成的導電通路，PPTC呈高阻狀態。當電路中過電流(超溫狀態)排除後
，聚合物冷卻，體積恢複正常，其中導電粒子又重新構成導電通路，PPTC又呈初始的低阻狀態。PPTC的體積小

，成本低，可反複使用


，實現了電路保護的自動啟動和自動恢複。
 

在LED照(zhao)明(ming)中(zhong)，根(gen)據(ju)燈(deng)具(ju)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)的(de)不(bu)同(tong)有(you)不(bu)同(tong)的(de)過(guo)熱(re)保(bao)護(hu)方(fang)式(shi)，通(tong)常(chang)分(fen)為(wei)兩(liang)種(zhong)。一(yi)種(zhong)方(fang)式(shi)是(shi)達(da)到(dao)規(gui)定(ding)溫(wen)度(du)立(li)即(ji)啟(qi)動(dong)關(guan)斷(duan)保(bao)護(hu)，此(ci)種(zhong)保(bao)護(hu)通(tong)常(chang)應(ying)用(yong)於(yu)道(dao)路(lu)交(jiao)通(tong)信(xin)號(hao)燈(deng)。另(ling)一(yi)種(zhong)方(fang)式(shi)是(shi)到(dao)一(yi)定(ding)溫(wen)度(du)啟(qi)動(dong)保(bao)護(hu)，進(jin)行(xing)降(jiang)電(dian)流(liu)驅(qu)動(dong)，此(ci)種(zhong)保(bao)護(hu)通(tong)常(chang)應(ying)用(yong)於(yu)室(shi)內(nei)照(zhao)明(ming)和(he)道(dao)路(lu)照(zhao)明(ming)。

 

泰科電子針對LED照明應用開發了一款PolySwitch產品。該產品在環境溫度65℃下可以保證350mA電流正常通過，可在環境溫度超過85℃時進行保護
，通過合理設計、配置，可以分別以關斷或調暗的方式對LED燈具進行保護。
 

串(chuan)並(bing)聯(lian)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)巨(ju)型(xing)陣(zhen)列(lie)照(zhao)明(ming)或(huo)景(jing)觀(guan)燈(deng)的(de)過(guo)流(liu)和(he)過(guo)熱(re)保(bao)護(hu)在(zai)成(cheng)本(ben)與(yu)保(bao)護(hu)方(fang)案(an)的(de)相(xiang)互(hu)平(ping)衡(heng)中(zhong)
，通(tong)常(chang)有(you)兩(liang)種(zhong)保(bao)護(hu)方(fang)案(an)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)。一(yi)是(shi)分(fen)路(lu)保(bao)護(hu)(圖2)：對多串的LED係統，可以在每隔支路上串聯一顆PPTC分fen別bie進jin行xing保bao護hu。這zhe種zhong方fang式shi的de好hao處chu是shi可ke以yi實shi現xian精jing確que保bao護hu
，不bu會hui因yin為wei某mou一yi支zhi路lu的de故gu障zhang而er導dao致zhi整zheng個ge燈deng具ju的de不bu工gong作zuo，保bao護hu的de可ke靠kao性xing好hao。二er是shi主zhu幹gan路lu保bao護hu(圖3)：這種保護就是在燈具的主回路上串聯一顆PPTC
，對整個燈具進行保護。這種方式的好處是成本低，占板麵積小。

 

圖2：分路保護電路

圖3：主幹路保護電路圖
 

此外，PPTC可以作為溫度傳感器與LED驅動器配合使用
，實現LED陣列照明的過熱保護(圖4)，在大型陣列照明中
，由於LED燈deng串chuan眾zhong多duo且qie結jie構gou較jiao為wei複fu雜za，在zai實shi際ji應ying用yong中zhong容rong易yi出chu現xian過guo熱re故gu障zhang的de位wei置zhi，往wang往wang並bing不bu固gu定ding於yu某mou個ge特te定ding的de位wei置zhi
，因yin此ci單dan顆ke過guo熱re檢jian測ce器qi件jian很hen難nan提ti供gong完wan善shan的de過guo熱re保bao護hu。PPTC在正常工作下的低電阻以及正溫度係數特性，可以方便地將數顆PPTC串聯於熱保護檢測電路，實現多點過熱監控。將多個PPTC串聯、並安裝於可能出現過熱的部位。由於PPTC的低電阻，THRM引腳電平為0，電源電路正常工作。當燈具某處或多處發生過溫故障時，THRM回路中的一顆或幾顆PPTC受熱
，電阻急劇上升，THRM引腳電平變為高電平，從而啟動LED驅動器設計的過熱保護方案
，實現過熱關斷或過熱折減驅動。這種解決方案對LED麵光源的過熱保護而言經濟有效。泰科電子可以為客戶提供相關的設計及驗證服務。

 

圖4：LED陣列照明的過熱保護