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LED为什么要采用恒流源
2017-10-20
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        现在有关这个问题有很多不同似是而非的说法,有人说:在LED的伏安特性上,电压定了,电源也就定了。所以采用恒压和恒流效果是一样的。有人说LED并联时就应该采用恒压电流供电,而LED串联时就应该采用恒流电源供电;有人说,因为LED是恒流器件,所以要用恒流供电;有人说,采用市电供电时就应该采用恒压电源供电,采用蓄电池供电时,就应该采用恒流电源供电。至于为什么这样要求,似乎谁也说不明白。

那么,到底是应该采用恒压电源,还是恒流电源供电呢?首先来看一下LED到底是什么样的器件。因为LED的高度是和他的正向电流成正比,而且一些LED的结构决定了它的散热也就是功耗。所以大多数LED会给出额定电流,例如ф5为20mA,1W的为350mA…等,但这并不等于LED只能工作于这些额定功率,更不意味着LED就是一个恒流器件。例如Cree的1瓦LED和3瓦LED是同一型号,电流从350mA加大到700mA,功率就从1W加大成3W,所以这个LED可以工作在350-700mA之间的任意值。要深入了解这个问题首先要知道LED的伏安特性。

1.LED的伏安特性

LED的中文名字就是发光二极管,所以它本身就是一个二极管。它的伏安特性和一般的二极管伏安特性非常相似。只不过通常曲线很陡。例如一个20mA的草帽LED的伏安特性如图1所示。

filename 1.小功率LED的伏安特性

    假如用干电池或蓄电池供电,那么因为LED伏安特性的非线性,很小的电压变化就会引起很大的电流变化,上图中电源电压的3。3V时正向电流为20mALED,如果用3节干电池供电,新的电池电压超过1.5V3节就是4.5VLED的电流就会超过100mA,很快就会烧坏。对于1W的大功率的LED也是如此,图2就是某公司1WLED伏安特性,而一个12V蓄电池的电压,在充满电到快放完电的电压可以从14.5V降到10。5V,相差将近20%。从伏安特性上可以看出,电源电压的10%的变化(3.4V-3.1V),就会引起正向电流的3.5倍的变化(从350mA变到100mA)。

filename 2.1W 大功率LED的伏安特性

2。伏安特性的温度系数

    到现在为止,还有很多人以为LED电压定了,电流也就定了,所以采用恒压和恒流是一样的。实际上,LED的伏安特性并不是固定的,而是随温度而变化的,所以电压定了,电流并不一定,而是随温度变化的。这是因为LED是一个二极管,它的伏安特性具有负温度系数的特点。

filename3.伏安特性的温度特性

温度系数通常是-2mV/度(-1.5-2.5mV/℃),也就是随着温度的升高,其伏安特性左移,假如所加的电压为恒定,那么显然电流会增加。而LED本身的效率很低,温升很高,加电以后,假如散热不好,其温度很容易上升到八、九十度以上。假定采用3。3V恒压源常温下工作在20mA,而温度升到85度时,电流就会增加到35-37mA,而其亮度并不增加。电流增加只会使它的温升更高,这样就会增加光衰,降低寿命。

而且如果不用恒流源而用恒压源供电时,常温下工作在20mA时,到了-40度时,电流就会降低至8-10mA,亮度会降低。

对于1W的大功率的LED芯片,情况也是一样,而且由于功率大,散热更不容易,温升问题更加严重。

可以说,除了散热问题以外,采用恒压电源供电是引起光衰的主要原因。所以原则上来说,LED是禁止采用恒压电源供电的。


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