專利名稱：減小分布寄生電容反沖引起led光衰的光源板保護方法
技術領域：
本發明屬于LED固態半導體照明技術領域，涉及一種減小分布寄生電容反沖引起 LED光衰的光源板保護方法。
背景技術：
大功率LED光源板，如路燈、隧道燈、工礦燈等普遍采用鋁基覆銅板二次絕緣、散熱焊接、承載配光透鏡等設計。但在一些光源板的LED產品應用中，發現開關試驗100次后，大約有10%以上的LED表現為小電流(IOOmA以內)不發光或者弱發光，測試LED的PN 結特性，表現出100K歐到幾歐姆的電阻特性，這一特性的LED，工作時部分電流通過電阻流過，只發熱不發光，該LED出現較大光衰，這是LED的一種新的光衰現象，直接影響LED光源板的照明效果及燈具壽命。這一隱含的光衰機理，大大提高了 LED故障率，嚴重制約了大功率LED照明廣泛應用的步伐，成為LED照明廣泛應用的一大障礙。
發明內容
本發明的目的是提供一種減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法，解決了現有技術中存在光源板上的部分LED在工作時，由于寄生電容儲能反向沖擊 LED，造成LED PN結軟擊穿，呈現電阻特性，反向漏電流也大大超標，這樣工作時部分電流通過電阻流過，只發熱不發光，導致部分LED出現較大光衰的問題。本發明所采用的技術方案是，第一種，一種減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法，該方法按照以下方式實施對光源板上的每顆LED外加并聯的保護二極管，或者在光源板上的每顆LED封裝時內部封裝一個并聯的保護二極管。第二種，一種減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法，該方法按照以下方式實施對光源板上的每2顆至10顆LED作為一組，外加并聯的保護二極管，或者，在光源板上的每2顆至10顆LED集成封裝時內部封裝一個并聯的保護二極管。第三種，一種減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法，該方法按照以下方式實施對光源板上的每2顆至5顆LED作為一組，外加一個并聯雙向齊納管或雙向TVS 管，鉗位電壓選擇方法為，不小于每組保護的LED個數X4V。本發明的有益效果是，通過對光源板上的每顆LED外加或者LED封裝時內部封裝保護二極管，就可以泄放寄生電容的儲能，V+上電時同樣也對所有分布電容充電，而V+關斷時，分布電容能夠通過保護管放電，不會對LED的PN結產生反向沖擊，從而避免出現較大光衰的問題。
圖1是現有的LED光源板寄生分布電容示意圖；圖2是本發明方法實施例1在每顆LED內部封裝或者外加保護二極管的結構示意圖；圖3是本發明方法實施例2對每兩顆至10顆LED為一組外加保護二極管組合保護的結構示意圖；圖4是本發明方法實施例3對每三顆LED為一組采用雙向齊納管進行保護的結構示意圖。
具體實施例方式現有典型的LED光源板(鋁基覆銅板)上，整個燈具根據光源功率不同由若干塊光源板串并聯組成，由于鋁基板絕緣層很薄(IOOum以內)，其導線與底板鋁板的寄生電容較大，如圖1所示，C+與C-的容量大約在500pF-10nF，CL大約在500pF左右，分析以下兩種情況光源板上電工作時，V-與外殼PE相連通等電位(或者V-與V+ —起與PE存在浮動電勢差，這里以V-與外殼等電位分析)，V+通過LED正向導通對所有分布電容充電，充電位最高電位處為C+，與V+同電位，其次為第一顆LED的CL，為V+減去一個VF壓降，或者講為后面所有LED的VF之和(V-認為0電位)。第二顆LED及后面的CL電位逐次減小，最低的為C-電位，與V-相同。光源板上電工作時，LED處于正向導通狀態，可安全穩定工作；V+斷電/掉電時，C+通過電源自身放電，電位降為V_(0位)，而第一個CL無處放電，基本保持原有的高電位，它對第一顆LED產生了反向電壓！這個反向電壓只要大于單顆LED反向耐壓值，通過500PF的儲能，會把第一顆LED的PN結反向軟擊穿；這個LED軟擊穿呈電阻特性后，第一個CL的儲電會很快通過這個電阻放電，電位降到0位，這樣第二顆LED馬上也發生類似情況、很快也軟擊穿，這一連鎖現象，直至后面的某一個CL電位低于 LED反向耐壓(30V以下)時為止。一般情況下，廠家不給出LED的反向耐壓值，也就是說不建議對LED反向沖擊。因此，由于光源板寄生分布電容的存在，光源板掉電時(開關時)，該寄生的分布電容儲能對其相鄰LED產生反向沖擊，致使LED反向軟擊穿，LED的PN結因此呈現不同程度的電阻特性，反向漏電流從原來的uA級急劇增加到mA級以上，這一特性的LED，再次工作時部分電流通過電阻流過，只發熱不發光，該LED出現較大光衰，這就是導致光源板LED中的部分LED出現光衰的機理。對于上述的光衰現象，本發明方法的解決原理是通過將光源板寄生分布電容的儲電，在光源板掉電時同時泄放，就可以避免它對LED反向沖擊，具體技術方案是對LED外加或者LED封裝時內部封裝保護二極管，就可以泄放寄生電容的儲能，V+上電時同樣也對所有分布電容充電，而V+關斷時，分布電容可以通過保護管放電，不會對LED的PN結產生反向沖擊。
綜上所述，本發明的減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法是， 按照以下方式實施對光源板上的每顆LED外加并聯的保護二極管；或者在光源板上的每顆LED封裝時內部封裝并聯保護二極管；或者，對光源板上的每2顆至10顆LED作為一組，外加并聯的保護二極管；或者，每2顆至10顆LED集成封裝時內部封裝一個并聯的保護二極管或者，對光源板上的每2顆至5顆LED外加并聯的雙向齊納管(雙向TVS管)，雙向鉗位電壓選擇方法為，不小于(每組保護的)LED個數X4V。所加的保護二極管依次串聯。外加保護管，最好選擇快復二極管，正向電流容量在IOOmA左右，反向耐壓大于等于50V，如lN4148(100V/100mA/25nS)，同時考慮到不同廠家LED具有6V-30V左右不等的反向耐壓能力，根據情況參照圖2，選擇逐顆LED進行保護；參照圖3，或按照2顆至10顆不等的整體保護方式，所加的保護二極管依次串聯；參照圖4，或3顆(舉例)LED選擇采用 12V-15V雙向齊納管(雙向TVS管)，所加的雙向齊納管(雙向TVS管)依次串聯，如SMAJ/ SMBJ12CA等進行保護。
權利要求
1.一種減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法，其特征在于，該方法按照以下方式實施對光源板上的每顆LED外加并聯的保護二極管， 或者在光源板上的每顆LED封裝時內部封裝一個并聯的保護二極管。
2.根據權利要求1所述的光源板保護方法，其特征在于，所述的保護二極管依次串聯。
3.一種減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法，其特征在于，該方法按照以下方式實施對光源板上的每2顆至10顆LED作為一組，外加并聯的保護二極管， 或者，在光源板上的每2顆至10顆LED集成封裝時內部封裝一個并聯的保護二極管。
4.根據權利要求1所述的光源板保護方法，其特征在于，所述的保護二極管依次串聯。
5.一種減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法，其特征在于，該方法按照以下方式實施對光源板上的每2顆至5顆LED作為一組，外加一個并聯雙向齊納管或雙向TVS管， 鉗位電壓選擇方法為，不小于每組保護的LED個數X4V。
全文摘要
本發明公開了減小分布寄生電容反沖引起LED光衰的光源板保護方法是，按照以下方式實施對光源板上的每顆LED外加并聯的保護二極管；或者在光源板上的每顆LED封裝時內部封裝并聯的保護二極管；或者，對光源板上的每2-10顆LED作為一組，外加并聯的保護二極管；或者，對光源板上的每2顆至5顆LED作為一組，外加一個并聯雙向齊納管或雙向TVS管，鉗位電壓選擇方法為，不小于每組保護的LED個數×4V。本發明的保護方法，能夠泄放寄生電容的儲能，V+上電時同樣也對所有分布電容充電，而V+關斷時，分布電容能夠通過保護管放電，不會對LED的PN結產生反向沖擊，從而避免出現較大光衰的問題。
文檔編號H05B37/02GK102325415SQ201110267980
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月9日 優先權日2011年9月9日
發明者劉義芳, 王清平, 邢先鋒 申請人:西安明泰半導體科技有限公司