电路保护

摘要：灯具设计需要针对过电流保护设计安全断开的小尺寸保险丝，本文介绍了室内LED灯具保护电路设计的相关要求及设计人员需要考虑的问题。

引言

最初设计的室内LED灯具，设计人员面临着各种各样的技术挑战。这些瓶颈包括交直流逆变电路的功率转换、热功耗考虑/散热、当前灯泡尺寸的物理空间限制、瞬态电气脉冲，这些都是除了驱动LED发光的基本电路设计之外的技术瓶颈。

这些挑战中最重要的一个是针对LED颗粒以及其上游电路中的所有主被动元件提供瞬态脉冲保护。这些瞬态脉冲通常是交流输入电路中的雷击感应浪涌。这些浪涌意味着LED灯具需要过流及过压保护。

01、LED灯具结构

对LED灯具的功能及高亮度的需求增长意味着驱动电路板上的器件越来越多。大功率LED驱动形成高亮度输出，同时会产生大量的热功耗，这意味着需要更大的散热片。因为LED灯具旨在与现有的白炽灯和CFL灯具(如通常用于家用照明的主流A19灯具)在封装形式上兼容，都包含有一条交流/直流变换的电源驱动电路，因此可以在标准灯具插座上使用(图1)。

虽然混合动力和电动车比传统内燃汽车更节能，但由于电子系统的显著增加需要新的电路保护概念。高可靠性（如电池管理或传输逆变器的恶劣的环境）需要采用特定的技术。

伴随着每一代新汽车的问世，电子系统的数量也在不断增加。不仅是因为对高级辅助驾驶系统（ADAS）或互联信息娱乐系统的需求不断增长，如今即使是入门级汽车也整合了高端汽车中的先进电子系统，包括安全、远程信息处理和互联。对于这些电子系统，在设计阶段的早期就将保护考虑进来是非常重要的。不幸的是，在系统的设计阶段，电路保护往往被低估，甚至被忽略了。电路保护为何如此重要呢？不仅是因为它有助于电子设备保持其设计功能，还可以增强可靠性；在许多情况下，乘员安全是保护生命的最重要的方面。电气危害的主要来源是来自人体的 ESD（如在连接智能手机时触摸 USB端口），以及在汽车制造或进入维保时来自组装或维修人员的 ESD。来源于电路中的负载切换瞬变，以及雷电引起的（通过磁场进入车辆电子设备的）浪涌等。过载和短路电流与汽车内的电源有关，需要使用保险丝或自复式保护器件（如 PPTC）加以保护。

简介

大部分电流检测放大器可处理高共模电压(CMV)，但不能处理高差分输入电压。在某些应用中，存在故障条件：分
流器的差分输入电压超过放大器的额定最大电压。这些条件可能损坏放大器。本应用笔记介绍两款可用于电流检测
放大器的基本过压保护电路，同时讨论了电路对两类电流检测架构的器件性能影响——一类是电流检测放大器(以
AD8210为例)，另一类是差动放大器(以AD8418为例)。

<a href="http://mouser.eetrend.com/files/2017-08/wen_zhang_/100007736-25313-1318…;

静电放电会给电子器件带来破坏性的后果,它是造成集成电路失效的主要原因之一。随着集成电路工艺不断发展,CMOS电路的特征尺寸不断缩小,管子的栅氧厚度越来越薄,芯片的面积规模越来越大,MOS管能承受的电流和电压也越来越小,而外围的使用环境并未改变,因此要进一步优化电路的抗ESD性能,如何使全芯片有效面积尽可能小、ESD性能可靠性满足要求且不需要增加额外的工艺步骤成为IC设计者主要考虑的问题。

ESD保护原理

常用过流、过压、过温保护电路之选型技巧

随着电子系统的复杂性和集成度越来越高，而工作电压越来越低，电子系统对可靠性、稳定性和安全性的要求也越来越高，电路保护设计的重要性也越来越强。在电路保护设计中，电路保护器件的选择和应用是否合理，将直接影响电子系统电路保护方案的保护效果。

为了帮助工程师正确选择电路保护器件，合理应用电路保护器件设计高效的电路保护解决方案，本文将主要介绍：

第一部分介绍常见的电路保护器件之选型技巧；

第二部分重点分析保险丝、瞬态电压抑制器、ESD保护器件、防雷保护器件等的实际应用方案；
电路保护主要有三种形式：过压保护、过流保护和过温保护。

选择适当的电路保护器件是实现高效、可靠的电路保护设计之关键的第一步，那么，如何合理选择电路保护器件?不同的保护器件其保护原理也各有不同，选择的时候应结合其保护原理、工作条件和使用环境来考虑。

本文将介绍常用的几种过压、过流和过温保护器件之选型技巧，帮助工程师正确选择电路保护器件。

1.过压保护器件的选型要点

白光LED属于电压敏感型的器件，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。

造成LED损坏的原因主要有：
①供电电压的突然升高。
②线路中某个组件或印制线条或其他导线的短路而形成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他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。

那么，我该怎么样进行LED电路的保护呢?

订阅电路保护

【设计秘籍】室内LED灯具的电路保护设计

技术白皮书 | 电力传动系的电路保护

【下载】用于电流检测放大器的差分电压保护电路

CMOS电路ESD保护结构设计

电路保护器件，你真的用对和用好了吗？

LED损坏的原因分析及LED电路保护方法介绍