led知识，LED 灯具失效的解决方案

1.LED驱动电源的故障解决方式

对 LED 的电源进行防雷、滤波电路的设计，并考虑关键元器件选用品质较高的，拓展电路的功能，优化电路参数，进行电路的高低温、绝缘耐压、雷击保护、过流保护、短路／断路的保护测试等。

2．优化 LED 产品输出结构网络

 目前多数 LED 灯具产品均采用10串多并的芯片组合模式，即使 LED 芯片有一组损坏，其他并联回路的 LED 芯片也可以正常点亮，实现照明。

3.LED产品的过热解决方案

  LED 产品特别是大功率集成芯片存在较大的发热量，如不能及时予以散热，会导致芯片的实际工作温度较高，超出其工作温度范围。 LED 的光衰或其寿命直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就会缩短，从Cree公司发布的光衰与结温的关系图（如图1所示）来看，结温如果控制在65℃，那么其光衰至70％的寿命可以高达10万小时。遗憾的是，现在 LED 灯具的实际散热效果与这个要求相差太多。

 LED 发热的原因是所加入的电能并没有全部转化为光能，而是有一部分转化为热能。除去芯片内部的热辐射和传导外，芯片的散热经由以下途径。

图1 光衰与结温的关系

1)LED 芯片到铝基PCB板

在 LED 芯片焊接到铝基 PCB 板上时，应保持芯片底部的散热部 位与PCB 的铜箔保持严密接触，在这其中涂覆一些导热胶并用手将芯 片压紧在铝基板上，然后焊接芯片的引脚。铝基 PCB 板的主要作用为 热传导，将芯片发出的热量迅速地传导到散热器上。

2)铝基板与散热器的配合

对于大功率 LED 产品来说，铝基板的面积较大，在组装时更应注 意保持铝基板与散热器的密切接触，在涂覆导热胶后，通过螺钉压紧 固定。但如果散热器的表面出现凹凸不平，就会形成空气隙，而空气 隙的热阻会很大，所以必须用导热胶来填充空隙，但选用的导热胶流 动性要好，否则由于涂抹不均匀仍然会产生气隙。导热胶的另一个缺 点就是本身的粘行不足以把铝基板固定在散热器上，所以在实际使用 中应使用螺钉拧紧固定铝基板。

3)散热器的散热外形与散热设计

散热的意思就是把热量从散热器表面散发到空气中去。热量的散发有两种途径：对流和辐射。这两种情况都要求散热器有较大的表面积，现在多数散热器均设置成鳍片形式。对于散热器来说，除了加大散热面积外，如何加速空气的对流也是很重要的，尤其是 LED 路灯这类安装在室外的灯具更为重要。由于室外的风向是不定的，为了在各种风向情况下都有很好的对流，最好采用针状鳍片散热。

4) LED 过热的电路保护

  在 Led 照明中，根据灯具应用场合的不同可以采用不同的过热保护模式，通常分为两种：一种方式为达到温度立即启动关断保护，此种保护通常在一些道路交通信号灯上使用；另一种方式为一定温度启动保护，进行降电流驱动，此种保护通常应用于室内照明、道路和隧道照明。

4.LED产品的过压保护

   LED 作为一种半导体器件，主要参数有正向压降 VF 、正向导通电流 IF 、发光效率。然而除了这些重要参数外，反向耐压 VR 和最大反向漏电流 IR 却往往被大家忽视。发光二极管具有与一般半导体二极管相似的输入伏安特性曲线。当 LED 正常工作时，反向耐压 VR 和最大反向漏电流 IR 这两个参数可以不用关心，但是在电压脉动、驱动电源开关机、雷击浪涌时，如果施加在 LED 两端的电压超出这两个参数的标称值，则使 LED 产生不可逆损伤并表现为光衰的主要原因。

  如图2所示是正常的无反向保护二极管 LED 等效电路图。如图3所示是 LED 被反向损伤后的等效电路图。由这两个图可见，当 LED 被反向电压和电流损伤后，加到 LED 两端的电流会有一部分流过 Rx ，这一部分能量只用来发热而不再发光，从而形成 LED 的光衰。并且当损伤越严重， Rx 的电阻值越小，当 Rx 接近零欧姆时， LED表现为短路状态，不再发光。

    图2  正常的无反向保护 二极管LED 等效电路图

     图3 LED 被反向损伤后的 等效电路图

为保护 LED  不被击穿损伤，在 LED  二极管的两端并联一个反向 保护二极管，如图5-132所示是正常的反向保护二极管 LED 等效电路 图。在LED  正常工作时，反向保护二极管不起任何作用；当有反向感 应电压或脉冲电压冲击到LED  的负极时，可以通过反向保护二极管正 向导通，吸收了此能量，保护了LED 不被反向击穿。反向保护二极管 可以选用肖特基快速恢复二极管，其恢复时间为纳秒级，其反向击穿 电压应选择不小于1.5倍的光源工作电压 VF。 

图4 正常的反向保护二极管LED 等效电路图

综上所述，尽管 LED 具有很高的理论寿命，但是在实际使用过程 中，受芯片、封装、应力等因素的影响,整灯的使用时间远远不能达到所预期的理论值。为了确实提高 LED 灯具的质量和可靠性，无论是在制造工艺上，还是在应用层面上，都需要更进一步的研究、探索和实践。随着 LED 技术的不断发展，必定还会有新的问题不断浮现。但是只要能够掌握 LED 失效的根本原因，就能在实践中确实改善 LED 器件的性能，将这种新型光源推广到应用领域的前端，更好地服务于生产和生活。