一、為(wei) 什麽(me) 要對LED進行保護

　　白光LED 由於(yu) 有著很多優(you) 點，正在越來越多的進入人們(men) 的日常生活之中，它的使用量現在變得非常的巨大。它是新器件，有其自身使用上的特點。白光LED屬於(yu) 電壓敏感型的器件。每支LED工作時電流不要超過20mA，超過太多LED就會(hui) 很容易被燒毀。LED如果是正常使用，其壽命是非常長的。但人們(men) 在實際使用中LED往往容易壞，道理何在呢？其實就是沒有考慮到LED的使用特點和對它加上保護電路。

　　LED是光電半導體(ti) 器件，在裝配過程中容易被靜電擊傷(shang) 。這就需要在裝配過程中進行靜電防護。我們(men) 發現很多生產(chan) 廠家的人沒有這個(ge) 概念或根本不懂，這是不行的。

　　LED在實際工作中是以20mA的電流為(wei) 上限，但往往會(hui) 由於(yu) 在使用中的各種原因而造成電流增大，如果不采取保護措施，這種增大的電流超過一定的時間和幅度後LED就會(hui) 損壞。

　　二、造成LED損壞的原因

　　1、供電電壓的突然升高。讓供電電源電壓突然升高的原因就很多了，例如電源的質量問題，或者用戶的不當使用等等原因都可能讓供電的電源電壓突然升高。

　　2、線路中某個(ge) 元件或印製線條或其它導線的短路而形成LED供電通路的局部短路，使這個(ge) 地方的電壓增高。

　　3、某個(ge) LED因為(wei) 自身的質量原因損壞因而形成短路，它原有的電壓降就轉嫁到其它LED上。

　　4、燈具內(nei) 的溫度過高，使LED的特性變壞。#p#分頁標題#e#

　　5、燈具內(nei) 部進了水，水是導電的。

　　6、在裝配的時候沒有做好防靜電的工作，使LED的內(nei) 部已經被靜電所傷(shang) 害。盡管施加的是正常電壓和電流值，也是極易造成LED的損壞。

　　這些原因都會(hui) 造成LED電流的明顯大幅上升，很快LED的芯片就會(hui) 因為(wei) 過熱而被燒毀。根據我們(men) 的經驗，LED燒毀後多數是兩(liang) 極短路，少部分是斷路。每支LED約有3.2V左右的壓降，它燒毀後若是斷路這串LED就不發光了。若是短路這個(ge) 電壓就轉給了其它的LED，造成其它LED的更大電流，其它LED就會(hui) 更快的被燒毀，甚至危急電源。本來是小損壞就極容易的造成大事故。LED一般安裝在高處，安裝的時候就不容易，要維修就更難。所以LED的保護是實際的需求，但目前沒有被大家重視，也是很多人無奈沒有辦法處理的難題。

　　三、怎麽(me) 對LED來進行保護

　　對LED的保護我們(men) 首先想到的是用保險管，但保險管是一次性的，而且反應速度也太慢，既效果差實際使用也很麻煩，所以保險管不適宜用於(yu) 現在LED燈成品中，因為(wei) LED燈現在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。針對這種實際的需求，我們(men) 做了大量的實驗，並根據工程的要求總結出了LED保護電路要有的特點，它很苛刻：在超出正常使用電流時能立即啟動保護，讓LED的供電通路就被斷開，使LED和電源都能得到保護，在整個(ge) 燈正常後又能夠自動恢複供電，不影響LED工作，關(guan) 鍵是因為(wei) 它是民用產(chan) 品，所加的電路不能太複雜體(ti) 積不能太大，成本要低。這些要求都是互相矛盾，互相製約的，實現起來很困難。

　　首先應該確定選用哪種保護電路和保護器件。

　　1、我們(men) 可以選擇使用瞬態電壓抑製二極管（簡稱TVS）。瞬態電壓抑製二極管是一種二極管形式的高效能保護器件。當它的兩(liang) 極受到反向瞬態高能量衝(chong) 擊時，能以10的負12次方秒極短時間的速度，使自己兩(liang) 極間的高阻立即降低為(wei) 低阻，吸收高達數千瓦的浪湧功率，把兩(liang) 極間的電壓箝位在一個(ge) 預定的電壓值，有效的保護了電子線路中的精密元器件。瞬態電壓抑製二極管具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、箝位電壓較易控製、無損壞極限、體(ti) 積小等優(you) 點。

　　但是在實際使用中發現不是很理想。首先是要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。TVS器件主要應用於(yu) 防雷和避雷，以及220V以上的過電壓吸收等，而LED燈的供電電壓一般是24V或12V，這種電壓值的TVS成品很少，試驗不好進行。同時我們(men) 知道：LED光珠的損壞主要是因為(wei) 電流過大使芯片內(nei) 部過熱造成的。TVS隻能探測過電壓不能探測過電流。過電壓肯定是過電流的原因，但是要選擇合適的電壓保護點很難掌握，這種器件就無法生產(chan) 也就很難在實際中使用。‖#p#分頁標題#e#

　　2、我們(men) 可以選擇自恢複保險管。自恢複保險管又稱為(wei) 高分子聚合物正溫度熱敏電阻PTC，是由聚合物與(yu) 導電粒子等構成。在經過特殊加工後，導電粒子在聚合物中構成鏈狀導電通路。當正常工作電流通過（或元件處於(yu) 正常環境溫度）時，PTC自恢複保險絲(si) 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(chan) 生的熱量使聚合物迅速膨脹，也就切斷了導電粒子所構成的導電通路，PTC自恢複保險絲(si) 呈高阻狀態；當電路中過電流（超溫狀態）消失後，聚合物冷卻，體(ti) 積恢複正常，其中導電粒子又重新構成導電通路，PTC自恢複保險絲(si) 又呈初始的低阻狀態。在正常工作狀態自恢複保險管的發熱很小，在異常工作狀態它的發熱很高阻值就很大，也就限製了通過它的電流，從(cong) 而起到了保護作用。它的體(ti) 積小，成本低，可反複使用，實現了保護的自動啟動自動退出；它是固態封裝耐衝(chong) 擊不容易被損壞；我們(men) 在實際的測試中發現：由於(yu) 它是熱敏感器件，受溫度的影響很大，由於(yu) PTC封裝在燈具的內(nei) 部，光珠肯定要發熱就要影響PTC的工作性能。對已經確定的燈具可以通過試驗來選擇PTC，比較可靠的使用方法是讓它遠離發熱的燈珠。

    在具體(ti) 的電路中，有兩(liang) 種方式可供使用時選擇：

　　1、分路保護。一般LED燈是分成很多串接支路。比如24V電壓，我們(men) 都是用7支LED光珠相串接再加一支電阻構成，電流一般為(wei) 17~19mA，根據需要我們(men) 可以選擇7的整數倍光珠來組合成一支整燈。我們(men) 可以在每個(ge) 支路的前麵加一支PTC元件分別進行保護。這種方式的好處是精確性高，保護的可靠性好。

　　2、總體(ti) 保護。在所有光珠的前麵加接一支PTC元件，對整燈進行保護。這種方式的好處是簡單，不占體(ti) 積。我們(men) 一般是選用這種方式。就家用產(chan) 品來說，這種保護在實際使用中的結果還是令人滿意的。

　　PTC的選用很講究，我們(men) 都是通過很長時間的實驗才摸索出了較為(wei) 準確的對應數值。

　　四、LED的靜電防護

　　所有的物質都由原子構成，原子中有電子和質子。當物質獲得或失去電子，它將變成帶負電或正電，這些電荷在材料表麵上積累我們(men) 就稱之物體(ti) 帶上了靜電。電荷積累通常因材料互相接觸分離而產(chan) 生，也可由摩擦引起，稱為(wei) 摩擦起電。有許多因素會(hui) 影響電荷的積累，包括接觸壓力、摩擦係數和分離速度等等。靜電電荷會(hui) 不斷積累，如果沒有泄放通道，這個(ge) 數值最後會(hui) 達到很高，直到造成電荷產(chan) 生的作用停止、電荷被泄放或達到足夠的強度可以擊穿周圍物質介質為(wei) 止。電介質被擊穿後，靜電電荷會(hui) 很快得到平衡，這種電荷的快速中和就稱為(wei) 靜電放電。由於(yu) 在很小的電阻上快速泄放電壓，泄放電流會(hui) 很大，可能超過20安培，如果這種放電通過靜電敏感元件進行，這麽(me) 大的電流將對設計為(wei) 僅(jin) 導通電壓是3V多和電流是20mA的LED造成嚴(yan) 重傷(shang) 害。

#p#分頁標題#e#　　1、 為(wei) 什麽(me) 要提高靜電的防護意識

　　在本世紀70前代以前，很多靜電問題都是由於(yu) 人們(men) 沒有靜電防護意識而造成的，即使現在也有很多人懷疑靜電放電會(hui) 對電子產(chan) 品造成損壞。這是因為(wei) 大多數靜電放電損害發生在人的感覺以下，因為(wei) 人體(ti) 對靜電放電的感知電壓約為(wei) 3KV，而許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時就會(hui) 損壞，通常電子器件被靜電放電損壞後沒有明顯的界限，把元件安裝在設備上以後再檢測，結果出現很多問題，分析也相當困難。特別是潛在損壞，即使使用精密儀(yi) 器也很難測量出其性能有明顯的變化。但近年實驗證實，這種潛在損壞在一定時間以後，電子產(chan) 品的可靠性明顯下降。靜電造成的損壞絕對是真真實實的。

　　2、 靜電對電子產(chan) 品損害有哪些形式?

　　靜電的基本物理特性為(wei) ：吸引或排斥，與(yu) 大地有電位差，會(hui) 產(chan) 生放電電流。這三種特性能對電子元件有三種影響：

　　(1)．靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻（縮短壽命）。

　　(2)．靜電放電破壞，使元件受損不能工作(完全破壞)。

　　(3)．靜電放電電場或電流產(chan) 生的熱，使元件受傷(shang) （潛在損傷(shang) ）。

　　第(3)種情況較為(wei) 普遍，也很難被及時發現。

　　3、靜電對電子產(chan) 品損害有哪些特點？

　　(1). 隱蔽性

　　人體(ti) 不能直接感知靜電除非發生靜電放電，但是發生靜電放電人體(ti) 也不一定能有  電擊的感覺，這是因為(wei) 人體(ti) 感知的靜電放電電壓為(wei) 2－3 KV，所以靜電具有隱蔽性。

#p#分頁標題#e#　　(2). 潛在性

　　有些電子元器件受到靜電損傷(shang) 後的性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會(hui) 給器 件造成內(nei) 傷(shang) 而形成隱患。因此靜電對器件的損傷(shang) 具有潛在性。

　　(3). 隨機性

　　靜電的產(chan) 生也有隨機性。其損壞也具有隨機性。

　　(4).複雜性

　　靜電放電損傷(shang) 的失效分析工作，因電子產(chan) 品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費錢，要求較高的技術並往往需要使用掃描電鏡等高精密儀(yi) 器。即使如此，有些靜電損傷(shang) 現象也難以與(yu) 其他原因造成的損傷(shang) 加以區別，使人誤把靜電損傷(shang) 失效當作其他失效。這在對靜電放電損害未充分認識之前，常常歸因於(yu) 早期失效或情況不明的失效，從(cong) 而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對電子器件損傷(shang) 的分析具有複雜性。

　　4、如何控製靜電放電?

　　從(cong) 前麵的分析可知靜電是由於(yu) 物體(ti) 接觸分離，甚至沒有接觸的感應等方式產(chan) 生的，可以說：在任何時間、任何地點都可能產(chan) 生靜電。要完全消除靜電幾乎不可能的，但可以采取一些措施控製靜電不造成危害。

　　5、如何控製人體(ti) 靜電（人體(ti) 靜電防護）？

　　人體(ti) 是最普遍存在的靜電危害源。對於(yu) 靜電來說，人體(ti) 是導體(ti) ，所以可以對人體(ti) 采取接地的措施。

　　(1).使用防靜電地麵/ 防靜電鞋/ 襪（靜電從(cong) 腳導到大地）

　　通過腳穿防靜電性地麵、地墊、地毯，人員穿上防靜電鞋襪，形成組合接地。

#p#分頁標題#e#　　(2).佩戴防靜電腕帶並接地（靜電從(cong) 手導到大地）‖

　　通過手用以泄放人體(ti) 的靜電。它由防靜電鬆緊帶、活動按扣、彈簧軟線．保護電阻及插頭或夾頭組成。鬆緊帶的內(nei) 層用防靜電紗線編織，外層用普通紗線編織。

    6、防靜電鞋與(yu) 腕帶使用中人體(ti) 安全問題

　　僅(jin) 從(cong) 防靜電的角度考慮時，人體(ti) 總的對地電阻越小越好，但最小值受到安全方麵的限製，人體(ti) 必須具有一定值的對地電阻，以便萬(wan) 一發生金屬設備或裝置與(yu) 工頻電源短接的情況下該電阻能夠限製流過操作的人體(ti) 上的電流。最小值不應小於(yu) 105Ω，最大不超過109Ω.

　　7、防靜電鞋與(yu) 腕帶的使用中要注意哪些問題?

　　(1)、使用腕帶操作時不允許斷開，否則會(hui) 失去接地作用 。各種腕帶使用的主要問題是開路，有時是臨(lin) 時性的，有時是長時間斷開，使失去接地作用。

　　(2)、腕帶扣得不緊造成人體(ti) 皮膚與(yu) 腕帶的接觸電阻變大

　　(3)、有些腕帶的電阻就是帶子本身的，當帶觸及地時使其電阻大大減小，有可能因此造成對人體(ti) 電擊的危險。

　　(4)、有些自稱是無線的腕帶，其效果遠不如有線的好。

　　(5)、防靜電鞋在穿用時應有防靜電襪/鞋墊，並在防靜電地麵上工作才能使人體(ti) 所帶的靜電導到大地，任何一部分電阻過大或斷開都會(hui) 使人體(ti) 帶上危害的靜電。所以在重要的部門應有人體(ti) 電阻測試儀(yi) 隨時檢測人體(ti) 所穿的鞋/襪/鞋墊及與(yu) 人體(ti) 的總電阻是否能起到泄漏靜電的要求。

　　(6)、腕帶應用專(zhuan) 門的帶插座的接地線與(yu) 地連結，不能夾在桌麵或桌邊的金屬體(ti) 上，因為(wei) 這些金屬體(ti) 對地的電阻可能很大。

#p#分頁標題#e#　　(7)、要經常檢查腕帶的電阻

　　五、LED生產(chan) 車間的靜電防護

　　車間工作區所使用的防靜電產(chan) 品等器具，經過一段時間後，電阻就有可能大於(yu) 109，為(wei) 了達到防靜電的目的，建議，主要創造以下四個(ge) 方麵的基本條件，一是確保人體(ti) 防護措施的落實；二是確保車間生產(chan) 設備的靜電防護；三是努力使生產(chan) 車間和周圍環境達到防靜電要求；四是完善製度，製定操作規範，建立起嚴(yan) 格的內(nei) 審檢查製度，確保該體(ti) 係得以實施，注重對員工靜電意識的培訓；製定靜電防護用品的技術標準，保證防護用品的質量。在測控手段方麵，對工作區增添溫度和濕度監測，每天記錄溫濕度；每月測量靜電壓；員工防靜衣、帽每洗一次後檢測一次表麵電阻和摩擦電壓；防靜電台墊等每年檢測一次表麵電阻。車間門口設置人體(ti) 綜合阻值測試儀(yi) ；每月一次離子風機的平衡電壓和靜電消散時間.生產(chan) 過程中請注意采取適當的防範措施，以下僅(jin) 供參考：

　　必須能防止靜電產(chan) 生：組裝人員操作時需穿戴防靜電服裝(如防靜電衣服、帽子、鞋子、指套或手套等)

　　必須能迅速將其表麵或內(nei) 部的靜電散逸：組裝操作人員需配戴防靜電手腕帶。（腕帶必須連通接地係統）能提供屏蔽保護受靜電突然放電或電場衝(chong) 擊：

　　① 組裝台(工作台)需使用防靜電台墊，且接地。

　　② 盛裝LED需使用防靜電元件盒。

　　③ 烙鐵、切腳機、錫爐（或自動回流焊設備）均需接地。

　　作業(ye) 過程中，盡可能避免直接觸摸發光管之管腳，取放時盡可能觸拿膠體(ti) 部分。接地措施應完全防止靜電產(chan) 生，工作台、烙鐵、切腳機、錫爐(或自動回流焊設備)之接地，必須用粗的鐵線引入泥土內(nei) ，，在鐵線未端係上大鐵塊，埋入地表1米以下，各接地線均需與(yu) 主線連接在一起，操作人員配戴的靜電環若有引出線的，亦需將引出線接通埋地線上。半成品、成品檢測設備亦需接地。

　　LED包裝袋及半成品包裝材料要使用防靜電海棉或包裝