經常聽到業內有人抱怨說每次LED燈具壞了一看又是電源壞了，所以LED燈具里最不可靠的是電源，可能他說的是事實。可是也還需要深入分析一下，LED電源損壞的原因。

    最近我家里的LED燈具也壞了，拆下來一看，果然也是電源壞了，可是雖然現象是這樣，也還應該再仔細分析一下。

    首先來看一下它的外形照片：

    雖然只是一張很簡單的外形圖可是已經可以看出很多問題，而且這些問題都是所有低可靠性電源的通病。

    1.選用了廉價的低質量元器件

    我們可以看出，它的整流橋(圖中左邊)是由4個整流二極管構成，而不是采用集成的整流橋。我們知道四個二極管的成本是遠低于一個集成整流橋的，因為能夠生產二極管的公司有很多，因為二極管的生產只要用過去淘汰下來的一些最簡單的半導體生產設備就可以，而那個能夠生產集成整流橋的公司就不多了，因為必須要有高質量的集成電路生產設備和原材料，都是一些大廠才能夠生產，而且其價錢也肯定要比四個二極管貴很多。而實際上高反壓的二極管也是不容易做的，一般的廠家不見得能夠生產很可靠的高反壓二極管。后來我用萬用表測量，果然發現有一個整流二極管打穿了，而電解電容還是好的。

    那么是不是采用了集成整流橋就沒有問題了呢？也不是這樣，也有很多時候是電解電容因為沒有保護而被擊穿的情況。另外在選用元器件的耐壓，功耗等指標的時候也要盡量留有余地，例如電解電容的耐壓，雖然在額定的220V時，峰值電壓也只有220Vx1.4=308V，我的這塊電源板上的電解電容耐壓是400V，也應該夠了，但是我們通常都選用450V耐壓的電解電容，這樣保險系數可以大一些。

    2.沒有采用任何保護元器件

    從照片上可以看出，這個電源是沒有安裝任何保護器件的。可是作為一個連接到市電的電源是一定要加上保護元器件的，那是因為市電網上經常有各種浪涌電壓出現，它可能是遠距離處的雷擊或是電網上大功率設備的開關而引起的高電壓脈沖。如果不對這種高壓脈沖加以防護也是很容易擊穿電解電容的。

    LED燈具電源的保護器件

    LED電源保護器件的功能主要有兩方面，一方面是保護電源自己，防止受到外部的影響而損壞。另一方面，保護外部的電路環境，防止由于LED燈具的工作或損壞而影響外部電路。

    最主要的保護器件有以下幾種：

    1.壓敏電阻

    壓敏電阻是用來保護LED燈具本身的，可以說不管LED燈具采用何種電源，開關電源，線性電源，都需要這種保護。它是用來保護市電網絡上經常發生的浪涌電壓的。所謂的浪涌電壓，主要是由于雷擊或大功率電氣設備啟停，而引起的短時間高壓脈沖。其中雷擊是最主要的原因。雷擊又可以分為直接雷擊和間接雷擊兩種，直接雷擊是指雷電直接擊中供電網絡，這種可能性很少，而且大部分大型供電電網系統本身都有防雷措施。而間接雷擊則是指由雷電感應而在電網上傳輸的浪涌，這種浪涌發生的可能性很大，因為全世界每時每刻發生1800次雷雨，每秒有600次閃電。每次雷擊都會在附近的電網上感應出浪涌電壓。浪涌脈沖的寬度通常只有幾微妙甚至更短，而脈沖的幅度可能高達幾千伏。主要因為它的幅度高，所以對電子設備的損壞的影響最大。如果不加保護，各種電子設備都很容易因此而損壞。幸而，浪涌的防護很簡單，只要加一個防浪涌壓敏電阻就可以了，通常它是并聯在整流器之前。

    這種壓敏電阻的原理是這樣的，有一種非線性電阻，它的阻值在規定的閾值范圍內接近開路，而一旦所加的電壓超過閾值，它的阻值就立刻接近為零。這樣就很容易把這個浪涌吸收掉。而且壓敏電阻是一種可恢復型器件，浪涌吸收以后，它又能接著起保護作用。

    它的主要指標為：1)最大連續工作電壓(分為交流和直流兩種，例如直流415V)，2)壓敏電壓(閾值，例如510V)，是指電流大于0.1mA時的啟動電壓。3)最大限制電壓是指在壓敏電阻能夠承受的峰值電流Ip(例如200A)下，它上面的最大峰值電壓Vp，例如845V；，實際上因為浪涌通常只是一個寬度很小(幾微秒)的窄脈沖，它的電壓和電流的關系已經不是可以用電阻來描述，因為它實際上是一個非線性器件。

    2.負溫度系數電阻NTC

    很多LED電源都是在整流器后面帶電解電容的，電解電容在剛接通電源時的充電電流通常都是非常大，往往以幾安培計，假如一個房間有很多個這樣的電源同時接通，那么加在一起的充電電流會使得這個房間的電網產生一個極大的瞬間電流足以使得保險電閘跳掉。所以為了避免發生這樣的情景，在LED電源里就需要在電解電容前面安裝一個負溫度系數電阻(NTC)，它的特點就是平時的電阻很小，當遇到瞬間大電流時，它的阻值因為發熱而瞬間變得極大，也就限制了這個瞬間大電流，當大電流過去以后，它就很快恢復成平時的小電阻，這樣就避免外部受到LED電源的沖擊。

    3.保險絲

    它的作用和普通的保險絲類似，主要在LED負載因為各種原因而發生短路時，它本身所帶的保險絲就會馬上把這個短路的負載斷開，以免影響到外電路跳閘。

    以上三種保護器件在LED電源的電路中的位置如下圖所示：

    其中的變阻器實際上就是防浪涌的壓敏電阻。而這三種保護器件是最基本的，是一種標準的防護電路，也是所有LED燈具電源都應該采用的！遺憾的是，市面上大多數的LED電源都沒有加裝這種防護電路。只有少數高檔的LED燈具的電源才采用了這種防護電路。例如，很多無電解電容光引擎，或者號稱是無需電源的交流LED光引擎都沒有采用這種防護電路。因為以前的壓敏電阻的高度很大很高，其高度在4-5mm左右，所以肉眼就馬上可以看出是否安裝了防浪涌的壓敏電阻。

    一些所謂“無需電源”“交流LED”光引擎產品打開內部構造可以很清楚看出沒有加裝任何防護元件，只有高檔的無閃爍有電解電容的光引擎才加上了所有的防護電路，例如埃菲萊的光引擎：

    埃菲萊公司的高效率(99%)無閃爍光引擎，最中間的是保險絲，下面體積最大的是壓敏電阻，它的左面是負溫度系數電阻NTC，(電解電容在板子的后面)。

    4.LED路燈的防雷

    路燈有兩種，一種是太陽能路燈，還有一種是交流電路燈。太陽能路燈因為不需要連接電網，所以不存在浪涌問題，但是因為經常會樹立在空曠地方，所以直接遭受雷擊的可能性也很大，所以大多數太陽能路燈需要安裝避雷針，把雷擊直接引入地下。

    電網路燈則除了有時也需要安裝避雷針外，防浪涌是最重要的問題，而且因為供電電路可能很長架設在野外，所以直接遭受雷擊的可能性也加大，這時候的浪涌就變成具有很大破壞性的寬脈沖，需要采用更有效的防浪涌措施。

    在這種情況下，小型的壓敏電阻就不夠用了，而必須改成氣體防雷管，這是由金屬電極與瓷管密封構成具有氣體放電間隙空間的氣體放電管，采用陶瓷絕緣體與電極焊接的外殼確保放電間隙的氣密性。

    當高壓脈沖作用在其上時，氣體被擊穿，削去了脈沖高壓，保護了后面的電路。

    結束語

    綜上所述，其實要做一個高可靠的LED驅動電源并不難，只要遵循以下幾點：

    1.采用高質量元器件。其實有點常識的人都知道，為什么有的元器件便宜，有的就貴，其差別就在于可靠性，所以千萬不要為了追求廉價而犧牲可靠性，最后是毀了自己公司的名聲。

    2.選用器件參數時要留有余地，比如耐壓，你不能夠假定市電電壓就是220V，一般我們都要求至少應當考慮電壓有可能高達265V，甚至更高。所以任何工程設計都必須留有余地。

    3.電路設計必須采用保護器件，沒有保護器件的電路就等于你家里的門沒有鎖一樣，沒有鎖的家你敢住嗎？

    4.好一點的電路板還應該涂上三防漆，所謂三防漆就是防潮、防鹽霧、防霉，再加上防塵、防漏電，更好的還能防水(IP67)。這樣電路板的長壽命就更能確保了。

    5.一些出口的電路板還要求有CE，UL認證，有的還要ROHS認證(也就是無鉛認證)，以免在回收這些電路板時會產生鉛中毒事件。

    做到以上幾點，電源的壽命也可以高達幾萬小時，以前很多家里的家電，像電視機，用了十幾年也沒有壞，就是說明高可靠性是可以實現的。

    遺憾的是目前市場上幾乎80%以上的LED電源都是為了降低成本而沒有采用任何保護器件。這種采用損人來利己的方法實在是應該遭到大眾的同聲譴責！

    另一方面，采用這種偷工減料電源的LED燈具，通常也比較便宜。我們也要奉勸消費者，中國人的一句老話：一份價錢一分貨，便宜沒好貨！如果要購買長壽命的LED燈具還是應該買貴一點，好一點的高檔產品！<