自從最早的室內(nèi) 泡版本被開(kāi)發(fā)出來(lái)之后，設(shè)計(jì)人員面臨著各種各樣的技術(shù)挑戰(zhàn)，包括交流到直流電源的轉(zhuǎn)換、散熱設(shè)計(jì)、當(dāng)前燈泡尺寸帶來(lái)的物理空間限制、電氣暫態(tài)，再加上驅(qū)動(dòng) 產(chǎn)生光的基本挑戰(zhàn)。

　　其中最重要的挑戰(zhàn)之一就是為L(zhǎng)ED和電路中上游的所有有源和無(wú)源組件提供瞬態(tài)保護(hù)。這些瞬變通常是由于AC輸入端的雷電感應(yīng)浪涌。這些威脅意味著LED燈泡需要過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)。日益增加的功能需求和更高的光輸出增加了LED板上的元件數(shù)量。較高的光輸出要求較大的散熱片，以消散較高功率LED產(chǎn)生的熱量。由于LED燈泡的外形與目前的白熾燈和CFL燈泡（如家用燈具中常用的A19燈泡）兼容，包括一個(gè)AC / DC電源電路，以便它們可以在標(biāo)準(zhǔn)燈泡插座中工作（圖1）。直接連接到交流電源的任何東西都可能因燈泡的內(nèi)部元件和/或電路故障引起的短路和過(guò)載情況而受損。此外，雷電浪涌或負(fù)載開(kāi)關(guān)瞬態(tài)（源于燈泡外部）可能會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰或環(huán)形波，這些電壓尖峰或環(huán)形波會(huì)產(chǎn)生壓力并最終損壞燈泡內(nèi)的元件。

　　圖1：典型家用LED燈的結(jié)構(gòu)。

　　基于LED的燈泡的電路基本單元塊如圖2所示，（從右到左）：

　　多個(gè)單芯片LED串聯(lián)（LED串）

　　LED串驅(qū)動(dòng)電路，帶有相應(yīng)的用于保護(hù)LED串的控制器電路

　　DC-DC轉(zhuǎn)換器電路

　　線路整流器電路

　　EMI過(guò)濾器組件

　　交流輸入電路由一個(gè)線路系列交流保險(xiǎn)絲和一個(gè)線與中性點(diǎn)間的壓敏電阻組成。交流保險(xiǎn)絲是燈泡的主要過(guò)流保護(hù)裝置。當(dāng)正確選擇所有必要的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，該保險(xiǎn)絲通過(guò)安全地?cái)嚅_(kāi)所有與交流線路輸入的電路連接，可以充分保護(hù)所有下游元件免受感應(yīng)瞬變和短路/過(guò)載條件下的電氣過(guò)載（EOS）造成的損壞?？紤]到LED燈泡的空間狹小，因此需要為交流輸入選擇高度緊湊的交流保險(xiǎn)絲。保險(xiǎn)絲的功能是在電流過(guò)載條件下通過(guò)熔化來(lái)為部件和完整電路提供保護(hù)。換句話說(shuō)，保險(xiǎn)絲意在成為電路中的薄弱環(huán)節(jié)。與交流線路輸入串聯(lián)的交流保險(xiǎn)絲將提供短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。今天，交流保險(xiǎn)絲可提供最小的外形尺寸，可提供安培額定值和額定電壓的多種選擇。一系列額外的關(guān)鍵熔絲參數(shù)和表面貼裝設(shè)計(jì)也可供設(shè)計(jì)工程師選擇。

　　LED燈泡的設(shè)計(jì)者需要考慮各種重要問(wèn)題，以便選擇合適的交流保險(xiǎn)絲：

　　★ 第一步是要了解一些基本的信息，比如燈泡的正常工作電流、應(yīng)用電壓，環(huán)境溫度、過(guò)載電流水平和保險(xiǎn)絲必須打開(kāi)的時(shí)間長(zhǎng)度、最大允許故障電流以及脈沖、浪涌電流、涌入電流、啟動(dòng)電流和電路瞬變等等。

　　★ 在設(shè)計(jì)早期，就要知道燈泡將在哪個(gè)市場(chǎng)或哪些市場(chǎng)銷售。因?yàn)椴煌膰?guó)家或地區(qū)，比如美國(guó)、北美、歐洲、亞洲等，不同的標(biāo)準(zhǔn)將決定設(shè)計(jì)和測(cè)試要求。

　　★ 確定尺寸限制。保險(xiǎn)絲可以采用多種方法封裝，但表面貼裝設(shè)計(jì)是 應(yīng)用最常見(jiàn)的形式。幸運(yùn)的是，對(duì)于電路設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在可以使用更小尺寸的保險(xiǎn)絲來(lái)保護(hù)交流輸入，這只是以前用的最小保險(xiǎn)絲尺寸的一半。

　　★ 通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流產(chǎn)生的溫度隨著環(huán)境溫度的變化而增加或減少。 請(qǐng)注意，保險(xiǎn)絲的“環(huán)境溫度”與“室溫”不同。相反，環(huán)境溫度是指在保險(xiǎn)絲周圍的空氣溫度，通常遠(yuǎn)高于室溫。對(duì)于25度左右的環(huán)境溫度，一般建議保險(xiǎn)絲的額定電流不超過(guò)額定電流的75％。 保險(xiǎn)絲本質(zhì)上是對(duì)溫度敏感的器件，所以即使溫度變化很小，也會(huì)大大影響保險(xiǎn)絲的預(yù)期壽命。

　　★ 確定應(yīng)用程序需要的斷開(kāi)容量。這是保險(xiǎn)絲在額定電壓下可以安全中斷的最大認(rèn)可電流。在故障或短路情況下，保險(xiǎn)絲可能會(huì)接收到比正常工作電流高數(shù)倍的瞬時(shí)過(guò)載電流。安全操作要求保險(xiǎn)絲保持完好（不爆炸或破裂）并切斷電路。

　　★ 確保在生產(chǎn)之前有足夠的時(shí)間進(jìn)行徹底的應(yīng)用測(cè)試和驗(yàn)證。如果最初的設(shè)計(jì)沒(méi)有通過(guò)這些測(cè)試，請(qǐng)確保在計(jì)劃中有足夠的余地來(lái)修改設(shè)計(jì)和重新測(cè)試。

　　★ 最后，設(shè)計(jì)人員必須將保險(xiǎn)絲與下游的超壓保護(hù)和LED串驅(qū)動(dòng)電路相協(xié)調(diào)。在LED燈泡設(shè)計(jì)過(guò)程的開(kāi)始，必須考慮瞬態(tài)抑制。選定的保險(xiǎn)絲必須承受規(guī)定電平的瞬態(tài)能量，從而不會(huì)對(duì)LED串驅(qū)動(dòng)電路的性能造成負(fù)面影響。AC輸入電路保險(xiǎn)絲和壓敏電阻在正確協(xié)調(diào)時(shí)提供瞬態(tài)保護(hù)解決方案，在保險(xiǎn)絲不燒斷的情況下，有控制過(guò)壓的能力，并且安全地保護(hù)下游電路，同時(shí)對(duì)LED串驅(qū)動(dòng)電路的干擾最小 ，包括LED串本身。