LED过流的原因分析及防护方法

led过流的原因分析及防护方法

本应用说明描述了过电冲击 (eos) 事件，它们对 cree xlamp led 的影响，以及一些保护 xlamp led，使其不受 eos 损坏
的简单方法。简单而言，过电冲击就是 led 上施加的电流超过该 led 技术数据表中规定的zui大电流。这与 eos 事件的次数或持
续时间长短无关，因为任何一次 eos 事件都可能导致 led 损坏。这种损坏可以表现为器件立即失效，也可能在发生 eos 事件后
许久后才失效。
本应用说明假设电源或其它保护系统中已经实现了主保护电路，以防雷击、电涌、功率串扰等引起的损坏，并着重介绍了二次保护电
路如何在实践中保护 led 不受常见 eos 事件的损坏。请注意本文档不能作为关于二次保护电路的完整指导。

产生过电冲击的主要原因包括：
1. 静电放电 (esd) 事件
esd 普遍被认为是许多半导体器件制造、运输和装卸过程中的一种常见危害。所有 xlamp led 中都含有 esd 防护器件，并被列为
mil-std-883 标准的第 2 类“人体静电放电模式”，也就是说它们能承受 2kv 的静电放电。尽管 xlamp led 配备了防护装置，但静
电放电时还是有可能导致 eos 损坏。
2. 瞬态过电流事件
发生瞬态过电流事件时，经过 led 的电流将高于 led 技术数据表中的zui大额定电流，这可能是通过高电流直接产生或通过高电压间接
产生。这些事件都是瞬态的，就是说它们发生时只持续极短的时间，通常不会超过一秒钟。有时候也将它们称作“尖锋”，例如“电流尖
锋”或“电压尖锋”。
如果在 led 接通电源或插入通电的电源（也称作“带电插拔”）时立即产生过电流事件，这种过电流事件被称作“浪涌电流”。
3. 过驱动
在发生过驱动时，led 持续受到zui大额定电流的驱动，这可能是驱动电路设计原因引起，无论有意还是无意。 鉴于这是 led 驱动电路
中的一种设计选择，本应用说明在此就不赘述该原因引起的 eos 相应的保护电路。

过电冲击对 xlamp led 的影响
我们无法预测每个受到过电冲击的 led 的失效模式，但是 cree 已经观察到因 eos 而导致 led 灾难性失效的 xlamp led 有两种常
见症状。
焊接线损坏
因 eos 而导致的其中一种常见失效模式是 led 封装内部的焊接线受损，如下图 1 所示。这种损坏通常表现为接线烧毁或烧断。此
外，eos 事件还能导致靠近焊接线的其它材料损坏，例如密封材料或荧光体。