近年來，采用1～3W大功率LED做的燈具逐年增加,，其功率可從幾瓦到上百瓦,。大功率LED燈具都采用LED串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，用恒流供電,，其結(jié)構(gòu)如圖1所示,。一般1W LED的工作電流為250～350mA，3W LED的工作電流為600～700mA，電流大的可達(dá)900～1000mA,。

　　圖1 LED驅(qū)動電路

　　這種串聯(lián)LED的燈具有一個(gè)缺點(diǎn),，如果串聯(lián)的LED中有一個(gè)LED開路，則整個(gè)燈都不亮了,。這對某些燈具（如警示燈,、礦燈、應(yīng)急燈等）的應(yīng)用是十分危險(xiǎn)的,。為了防止LED開路時(shí),，LED燈還能亮，則采用LED開路保護(hù)器是十分有效的,，它能保證燈具使用的安全性,。

　　目前已開發(fā)出的1W LED開路保護(hù)器有兩種結(jié)構(gòu)：齊納二極管型和晶閘管型（單向可控硅型），如圖2所示,。有的LED生產(chǎn)廠家直接將齊納二極管與LED封裝在一起,，即帶有開路保護(hù)的LED也已上市。3W LED的工作電流一般取值700～1000mA,，這種開路保護(hù)器由于電流較大在市上還少見,。

　　圖2 兩種LED保護(hù)器件

　　本文將介紹安森美公司在2009年1月推出的新器件NUD4700及SMD公司在2008推出的SMD602，它們都是晶閘管型LED開路保護(hù)器,。

　　NUD4700的工作原理

　　NUD4700是一種兩端器件,，其外形如圖3所示，A端為陽極,，C端為陰極,。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2的下圖所示，它由控制電路及單向晶閘管組成,。

　　圖3 NUD4700外形

　　NUD4700的典型應(yīng)用電路如圖4所示,。這是一個(gè)交流供電，往AC/DC轉(zhuǎn)換器輸出直流電壓,，再由NUD4701恒流LED驅(qū)動器驅(qū)動5個(gè)串聯(lián)的1W大功率LED的電路,。NUD4700與LED并聯(lián)連接在一起。在LED未開路時(shí),，由于LED的正向降壓VF小于晶閘管的“開啟”電壓V（BR）,，則NUD4700為“關(guān)閉狀態(tài)”。

　　近年來,，采用1～3W大功率LED做的燈具逐年增加,，其功率可從幾瓦到上百瓦。大功率LED燈具都采用LED串聯(lián)的結(jié)構(gòu),，用恒流供電,，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。一般1W LED的工作電流為250～350mA，3W LED的工作電流為600～700mA,，電流大的可達(dá)900～1000mA,。

　　圖1 LED驅(qū)動電路

　　這種串聯(lián)LED的燈具有一個(gè)缺點(diǎn)，如果串聯(lián)的LED中有一個(gè)LED開路,，則整個(gè)燈都不亮了,。這對某些燈具（如警示燈、礦燈,、應(yīng)急燈等）的應(yīng)用是十分危險(xiǎn)的,。為了防止LED開路時(shí)，LED燈還能亮,，則采用LED開路保護(hù)器是十分有效的,，它能保證燈具使用的安全性。

　　目前已開發(fā)出的1W LED開路保護(hù)器有兩種結(jié)構(gòu)：齊納二極管型和晶閘管型（單向可控硅型）,，如圖2所示,。有的LED生產(chǎn)廠家直接將齊納二極管與LED封裝在一起，即帶有開路保護(hù)的LED也已上市,。3W LED的工作電流一般取值700～1000mA,，這種開路保護(hù)器由于電流較大在市上還少見。

　　圖2 兩種LED保護(hù)器件

　　本文將介紹安森美公司在2009年1月推出的新器件NUD4700及SMD公司在2008推出的SMD602,，它們都是晶閘管型LED開路保護(hù)器,。

　　NUD4700的工作原理

　　NUD4700是一種兩端器件，其外形如圖3所示,，A端為陽極,，C端為陰極。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2的下圖所示,，它由控制電路及單向晶閘管組成,。

　　圖3 NUD4700外形

　　NUD4700的典型應(yīng)用電路如圖4所示。這是一個(gè)交流供電,，往AC/DC轉(zhuǎn)換器輸出直流電壓，再由NUD4701恒流LED驅(qū)動器驅(qū)動5個(gè)串聯(lián)的1W大功率LED的電路,。NUD4700與LED并聯(lián)連接在一起,。在LED未開路時(shí)，由于LED的正向降壓VF小于晶閘管的“開啟”電壓V（BR）,，則NUD4700為“關(guān)閉狀態(tài)”,。

        在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，只有小于250μA的漏電電流經(jīng)過NUD4700,，相當(dāng)于NUD4700“開路”,，不影響LED的工作。若串聯(lián)的LED中有一個(gè)（如LED2）因損壞而開路了，此時(shí)與LED2并聯(lián)的NUD4700的A,、C之間電壓超過了 “啟動”電壓V（BR）（5.5～7.5V）,，NUD4700啟動，由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)為“導(dǎo)通狀態(tài)”,。

        在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),， A、C之間導(dǎo)通電壓VT為1.0～1.2V,。此時(shí),，LED的電流由LED1流經(jīng)NUD4700的A、C,，再流入LED3,，如圖5所示。5個(gè)LED的燈僅有4個(gè)LED工作,，其亮度稍差一些,，但仍可以正常工作，并且不影響其恒流的大小,。

　　圖4 NUD4700應(yīng)用電路

　　圖5 NUD4700工作原理

　　從上面的分析可知：在LED正常時(shí),，器件不起作用（相當(dāng)開路）；在LED損壞開路時(shí),，它起作用（相當(dāng)通路）,，使LED的電路能形成通路而工作。

　　NUD4700的主要參數(shù)

　　NUD4700的主要參數(shù)：峰值重復(fù)關(guān)閉狀態(tài)時(shí)電壓為-0.3～+10V,；關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的漏電流ILEAK為100～250μA,；啟動電壓（也稱為“擊穿電壓”Breakdown Voltage）V（BR）為5.5～7.5V；保持電流IH為6～12mA,；閉鎖電流（latching Current）IL為35～70mA,；導(dǎo)通狀態(tài)電壓VT為1～1.2V；導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的平均電流IT（AVG）為0.376～1.3A（電流大小與焊盤面積有關(guān)：在焊盤面積為25.4mm×25.4mm時(shí),，散熱條件好,，IT可達(dá)1.3A）；該器件為貼片式2mm×2.1mm封裝（高度為1mm）,；工作溫度范圍為-40～+85℃,。

　　典型工作波形

　　NUD4700的典型工作波形如圖6所示。圖6中,，綠色是LED電流波形,，棕色是NUD4700關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)的波形。橢圓內(nèi)是LED開路瞬間波形,，此時(shí),，LED電流IF經(jīng)一些波動后恢復(fù)到原來電流,；與此同時(shí)，NUD4700由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài),，其電壓由VF下降到1～1.2V,，其響應(yīng)時(shí)間是很快的（dv/dt最小值為250V/μs）。

　　圖6 NUD4700工作波形圖

　　SMD602的結(jié)構(gòu)與工作原理

　　SMD602的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示,，它的基本結(jié)構(gòu)與NUD4700相同,，但增加了一個(gè)反接的二極管，可在LED串極性接反時(shí)提供一個(gè)電流通路,，由于二極管的正向壓降為1.1～1.5V,，其可保護(hù)LED免受反壓擊穿（一般LED反壓擊穿電壓為5V）。

　　圖7 SMD602內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　SMD602的工作原理與NUD4700完全相同,。它的正極與LED的陽極連接,，負(fù)極與LED的陰極連接，如圖8所示,。在LED沒有開路時(shí),，SMD602都為關(guān)閉狀態(tài)，其漏電流為100μA（典型值）,。圖中橘黃色線為LED電流ILED,。

　　圖8 SMD602工作在LED導(dǎo)通狀態(tài)下

　　若在串聯(lián)的LED中有一個(gè)開路，如圖9所示,，則與此并聯(lián)的SMD602的正,、負(fù)極之間電壓大于其開啟電壓4.65～5.25V，此器件由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài),，降壓為1～1.2V,。LED電流經(jīng)SMD602內(nèi)部的晶閘管后流到下一個(gè)LED，保證其他未開路的LED正常工作,。圖中用紅線X表示此LED開路,。

　　圖9 SMD602工作在LED開路狀態(tài)下

　　若LED串與驅(qū)動器連接時(shí)極性接反，則有可能LED受反壓過大而損壞,。由于SMD602內(nèi)部有反接二極管,，在LED串極性接反時(shí)，其內(nèi)部的二極管極性是正確的,，則LED的電流經(jīng)SMD內(nèi)部的二極管形成回路,，LED得到保護(hù)，如圖10所示,。

　　圖10 SMD602工作在LED反接狀態(tài)下

　　SMD602主要參數(shù)與特性

　　SMD602的主要參數(shù)：輸入電壓VDC最大值為38V；導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)最大電流IBP=500mA,；反向電流IR最大值為500mA,；啟動電壓V（BR）為4.65～5.25V,，導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)壓降VT為1～1.2V；在LED極性反接時(shí),，其壓差為1.1～1.5V,；在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)漏電流為100～150μA；維持電流IH最大值為20mA,，工作溫度范圍-40～+85℃,。

　　圖11 SMD602的特性

　　SMD602有兩種封裝：2mm×2mm FBP封裝及3引腳SOT-89封裝，其引腳排列如圖12所示,。

　　圖12 SMD602的引腳排列

　　結(jié)束語

　　以上介紹的兩種LED開路保護(hù)器適用于1W大功率LED,，其ILED電流為350mA。它們可以與LED一起安裝在六角形的鋁基板上,。