导读：近年来，随着LED技术的日趋成熟，LED光源被使用于越来越广泛的领域中。而LED属于电压敏感型的器件，它在实际工作中是以20mA的电流为上限，但往往会因为其在使用中的各种原因导致电流增大，这个时候如果不采取保护措施，那么这种增大的电流超过一定的时间和幅度后LED就会损坏。本文先简单介绍了LED的基本概念，分析了造成LED损坏的因素，最后给出了对LED进行保护的技术。
一、关于LED的简介
LED是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。它在装配过程中容易被静电击伤，这就需要在装配过程中进行静电防护。
据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达 80~90%.将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm/W,寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm/W,寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED为20~28lm /W,寿命可大于100000小时。
LED在实际工作中是以20mA的电流为上限，但往往会由于在使用中的各种原因而造成电流增大，如果不采取保护措施，这种增大的电流超过一定的时间和幅度后LED就会损坏。
二、造成LED损坏的要素
造成LED损坏的要素主要有以下几个因素：
1.供电电压的突然升高。让供电电源电压突然升高的原因就很多了，例如电源的质量问题，或者用户的不当使用等等原因都可能让供电的电源电压突然升高。
2.线路中某个元件或印制线条或其它导线的短路而形成LED供电通路的局部短路，使这个地方的电压增高。
3.某个LED因为自身的质量原因损坏因而形成短路，它原有的电压降就转嫁到其它LED上。
4.灯具内的温度过高，使LED的特性变坏。
5.灯具内部进了水，水是导电的。
6.在装配的时候没有做好防静电的工作，使LED的内部已经被静电所伤害。尽管施加的是正常电压和电流值，也是极易造成LED的损坏。
以上的这些原因都会造成LED电流的明显大幅上升，很快LED的芯片就会因为过热而被烧毁。根据我们的经验，LED烧毁后多数是两极短路，少部分是断路。每支LED约有3.2V左右的压降，它烧毁后若是断路这串LED就不发光了。若是短路这个电压就转给了其它的LED,造成其它LED的更大电流，其它LED就会更快的被烧毁，甚至危急电源。那么，怎么对LED来进行保护呢？
三、LED保护技术
对LED的保护我们首先想到的是用保险管，但保险管是一次性的，而且反应速度也太慢，既效果差实际使用也很麻烦，所以保险管不适宜用于现在LED灯成品中，因为LED灯现在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。针对这种实际的需求，并根据大量的实验总结出了LED保护的技术。
首先，应该确定选用哪种保护电路和保护器件。
1.我们可以选择使用瞬态电压抑制二极管（简称TVS）。瞬态电压抑制二极管是一种二极管形式的高效能保护器件。当它的两极受到反向瞬态高能量冲击时，能以10的负12次方秒极短时间的速度，使自己两极间的高阻立即降低为低阻，吸收高达数千瓦的浪涌功率，把两极间的电压箝位在一个预定的电压值，有效的保护了电子线路中的精密元器件。瞬态电压抑制二极管具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差一致性好、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。
但是在实际使用中发现不是很理想。首先是要寻找满足要求电压值的TVS器件很不容易。TVS器件主要应用于防雷和避雷，以及220V以上的过电压吸收等，而LED灯的供电电压一般是24V或12V,这种电压值的TVS成品很少，试验不好进行。同时我们知道：LED光珠的损坏主要是因为电流过大使芯片内部过热造成的。TVS只能探测过电压不能探测过电流。过电压肯定是过电流的原因，但是要选择合适的电压保护点很难掌握，这种器件就无法生产也就很难在实际中使用。
2.我们可以选择自恢复保险管。自恢复保险管又称为高分子聚合物正温度热敏电阻PTC,是由聚合物与导电粒子等构成。在经过特殊加工后，导电粒子在聚合物中构成链状导电通路。当正常工作电流通过（或元件处于正常环境温度）时，PTC自恢复保险丝呈低阻状态；当电路中有异常过电流通过（或环境温度升高）时，大电流（或环境温度升高）所产生的热量使聚合物迅速膨胀，也就切断了导电粒子所构成的导电通路，PTC自恢复保险丝呈高阻状态；当电路中过电流（超温状态）消失后，聚合物冷却，体积恢复正常，其中导电粒子又重新构成导电通路，PTC自恢复保险丝又呈初始的低阻状态。
在正常工作状态自恢复保险管的发热很小，在异常工作状态它的发热很高阻值就很大，也就限制了通过它的电流，从而起到了保护作用。它的体积小，成本低，可反复使用，实现了保护的自动启动自动退出；它是固态封装耐冲击不容易被损坏；我们在实际的测试中发现：由于它是热敏感器件，受温度的影响很大，由于PTC封装在灯具的内部，光珠肯定要发热就要影响PTC的工作性能。对已经确定的灯具可以通过试验来选择PTC,比较可靠的使用方法是让它远离发热的灯珠。
然而，在具体的电路中，有下面两种方式可供使用时选择。
1.分路保护
一般LED灯是分成很多串接支路。比如24V电压，我们都是用7支LED光珠相串接再加一支电阻构成，电流一般为17~19mA,根据需要我们可以选择7的整数倍光珠来组合成一支整灯。我们可以在每个支路的前面加一支PTC元件分别进行保护。这种方式的好处是精确性高，保护的可靠性好。
2.总体保护
在所有光珠的前面加接一支PTC元件，对整灯进行保护。这种方式的好处是简单，不占体积。我们一般是选用这种方式。就家用产品来说，这种保护在实际使用中的结果还是令人满意的。
PTC的选用很讲究，我们都是通过很长时间的实验才摸索出了较为准确的对应数值。
文中主要介绍了LED的基本概念，分析了造成LED损坏的因素，最后给出了LED保护的技术以实现对LED电路的保护。希望通过本文的讲解能够为大家带来实际的帮助。