有關(guān)LED雷擊保護(hù)的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

2Pro AC系列器件提供了綜合的過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)熱電路保護(hù)，幫助保護(hù)多種多樣的低功率系統(tǒng)以防止由過(guò)電壓故障引起的損壞，包括雷擊、電源零線丟失、輸入電壓錯(cuò)誤和電力線感應(yīng)。

2Pro AC器件將PolySwitch聚合物正溫度(polymeric positive temperature coefficient, PPTC)過(guò)電流器件和金屬氧化物壓敏電阻(metal oxide varistor, MOV)元件集成在一個(gè)創(chuàng)新的熱保護(hù)器件中，幫助提供可恢復(fù)限流，用于過(guò)電壓故障中的過(guò)電流保護(hù)和電壓箝位。這種單一器件方法可以幫助制造商滿足行業(yè)測(cè)試要求、減少元件數(shù)目并提高設(shè)備可靠性。

對(duì)于家用型的LED照明，雷擊的保護(hù)要求都會(huì)小于2kV surge，2Pro AC正好可以防護(hù)2kV的雷擊，正是2Pro AC系列具有以上優(yōu)異的特性，在LED照明上有著廣泛的應(yīng)用。筆者也給很多客戶設(shè)計(jì)了2Pro AC的方案，完全可以滿足客戶的2kV surge要求。

本篇要討論的是筆者不久前調(diào)試的一塊客戶的LED電路板，對(duì)于雷擊的要求也是2kV，筆者把2Pro AC放置于LED lighting電路輸入端，再加上雷擊波形發(fā)生器和交流耦合，電路圖如下。

但是奇怪的事情發(fā)生了。打完2kV surge之后，LED燈不亮了。由于電路板還是通著220V電源，明顯這次2Pro AC沒(méi)有保護(hù)后級(jí)的驅(qū)動(dòng)芯片，經(jīng)檢查驅(qū)動(dòng)芯片確實(shí)是損壞了。后來(lái)降低到1kV surge，但還是通不過(guò)，驅(qū)動(dòng)芯片也還是被打壞。為什么呢?2Pro AC是完全可以通過(guò)2kV surge的，那是什么原因?qū)е买?qū)動(dòng)芯片損壞的呢?

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筆者就此就分析了一下客戶的電路，發(fā)現(xiàn)客戶電路的拓?fù)涫遣捎玫膯渭?jí)PFC結(jié)構(gòu)。這種單級(jí)PFC結(jié)構(gòu)好處是電路比較簡(jiǎn)單，并且可以達(dá)到較高的PFC值，但是電路中取消了在原本電源開(kāi)關(guān)電路中常見(jiàn)的電解電容(電解電容一般根據(jù)LED驅(qū)動(dòng)器的功率而選定，一般會(huì)取47uF/400V左右)，取而代之的是小電容值的高壓電容。

正是由于沒(méi)有了這個(gè)大電解電容，導(dǎo)致了單級(jí)PFC結(jié)構(gòu)電路的防雷擊能力大幅降低，雷擊surge發(fā)生的時(shí)候就損壞了驅(qū)動(dòng)芯片。也可以說(shuō)，2Pro AC是和大電解電容一起協(xié)調(diào)配合才能通過(guò)surge脈沖，同時(shí)也保護(hù)了后級(jí)的電子電路，缺少了哪一個(gè)保護(hù)性能都會(huì)大打折扣。

那接下來(lái)的問(wèn)題是既然沒(méi)有了大電解電容，那有沒(méi)有什么方案還是可以通過(guò)surge同時(shí)保護(hù)后級(jí)電路的，答案是有方案的。由于客戶采用的單級(jí)PFC結(jié)構(gòu)，要通過(guò)surge測(cè)試要求的話，就需要兩極的保護(hù)電路來(lái)滿足surge的要求。筆者打算另文再進(jìn)行闡述。

從以上的案例分析得出，2Pro AC器件通過(guò)客戶的surge要求是和客戶端的電路拓?fù)湎⑾⑾嚓P(guān)的，客戶端的PCB板需要2Pro AC來(lái)進(jìn)行雷擊保護(hù)，同時(shí)2Pro AC也需要客戶端的電子電路比如電解電容一起配合來(lái)保護(hù)后級(jí)的脆弱的電子線路。所以一定要根據(jù)客戶的具體電路和應(yīng)用才能得出一個(gè)可靠的電路防雷方案。