LED 灯具损坏的常见原因及解决方案.doc
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1、.OFweek分享:LED灯具损坏的常见原因及解决方案 将高功率白光LED作为新型绿色照明时,将拥有诸如光转换效率高、功耗低,寿命长,无需维护等优点,因而逐渐被应用于各种照明领域。LED的长使用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;一种是过电冲击,此处的过电冲击就是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流冲击;另一种则是过热损伤。这些损坏可以表现为组件的立即失效,也可能发生在过电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组件本身的失效。通常
2、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如电容等被动组件发生击穿损坏;而负载端的短路故障则可能引起驱动电路的过电流驱动,驱动电路可能发生短路损坏或有短路故障导致的过热损坏。LED组件本身失效的情况瞬态过电流事件瞬态过电流事件,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的直接产生,也可能是因高电压间接产生,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
3、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。对于在汽车中的LED照明,ISO7637-2的瞬态抛负载突波冲击,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。静电放电事件ESD损坏是目前高整合半导体组件制造,运输和应用中最为常见的一种瞬态过压危害,而LED照明系统则需要满足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结数组性能降低或
4、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,严重的也会导致LED的永久损坏。过热损坏对于接近80%能量转化为热量消散的LED照明设计来讲,热管理和故障过热保护是其面临的一个重要课题,理论和实践都已经证明,LED的性能和寿命是与LED的pn结工作温度紧密相关的。当LED芯片内结温升高10时,光通量就会衰减1%,LED就减少寿命50。电源及驱动电路的防护由于LED电源和驱动电路容易遭受过电冲击和短路故障损坏,因此在驱动电路设计中,需要充分考虑各种故障状态的保护措施,以提高电路的可靠性,降低回修率(图3)。PPTC在LED照明中的过流保护和过热保护虽
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