全国服务热线:

0769-83006071

LED为什么要采用恒流源

2019-03-13 15:28:50 10

  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。

LED

3.用恒压 电源以后能不能靠串联电阻来稳定电流?

串联电 阻只有限流的作用,也就是 如果电源电压比LED串联以后的电压还高,那么就 需要串流电阻来限流,以免损坏LED。但是如 果想要用串联电阻来减小温度的影响,它的作用是很小的,这可以 从伏安特性上看出,串联电 阻以即使把电阻降低到**的确可 以减小温升带来的电流升高,电阻越大,电流随温度变化越小,但是只是减小,并不能消除。而且很明显,电阻将 带来额外的功耗,使得LED的总体效率降低。假定所用的LED1WLED,其电流为0.3**。假定串联的电阻为100欧姆,所消耗的功率就高达12.25W显然是不能接受的,10欧姆,其功耗仍然有1.225W。比LED本身的功耗还要大。为了减小这种功耗,就必须把电阻再减小。然而,减小电 阻的结果是使得由温升所引起的电流变化还是照样加大。所以,串联电 阻绝不是一个好办法。

路灯_led路灯头_led路灯报价表_led路灯厂家




          4.串联电 阻只能减小温度的影响,而不能消除其影响

4.几个LED并联,能不能用恒压电源?

由于LED伏安特性的离散性,不但不 同厂家生产的同样瓦数的LED伏安特性不一样,就是同 一厂家生产的同一型号的LED其伏安 特性也是不同的。

路灯_led路灯头_led路灯报价表_led路灯厂家

    5.不同厂 家和同一厂家生产的LED伏安特性的离散性

很明显,假如用恒压电源3.4V供电,显然流过每个LED的电流都不一样,每个LED的亮度也就不一样。所以不 能采用恒压电流供电。

5.多个LED并联后,采用恒压电源供电,能不能 用不同的串联电阻来使电流平衡?

在常温下是可以的,但在温 升以后就不能保持了。图6中就显示了这个问题,常温下的LED伏安特性以实线表示,两个LED的伏安 特性在斜率上略有区别,在用恒压电源Vo供电时,选用不同的电阻,可以得 到同样的正向电流Io。但是当温度升高是,其伏安特性左移,如虚线所示。因为还 是原来的恒压和原来的电阻,此时的电流缺变成了I1I2。不等于原来的Io了。

路灯_led路灯头_led路灯报价表_led路灯厂家

6.串联电 阻可以在常温下保持其电流不变,但在温 升以后就不能保持电流平衡。

6.NLED串联后,假如用恒压电源供电,其温度效应(有温升 而引起的电流增加)将会扩大N倍,这是因为所有LED串联以后相当于各个LED的伏安特性沿电**串联。

 

路灯_led路灯头_led路灯报价表_led路灯厂家

图7.多个LED串联,相当于 多个伏安特性在恒流点叠接,加电以后温度上升,所有伏安特性左移。

温升以后,N个伏安特性都左移,就使电 流的增加也加大了N倍。如果采 用恒流电源供电,那么温升以后,仍然能 够保持电流恒定为Io

7.多个LED串联时,采用恒流电源供电时,可以利 用伏安特性的温度效应推测其结温的上升度数。

在很多应用中(例如日光灯、路灯),往往将很多LED串联,这时候,LED的温度 系数效应就更加明显。因为采 用恒流电源供电时其效果相当于把每一个LED的伏安特性沿电**叠加。假如温升为60度,那么伏 安特性将会向左偏移0.12V,如果10LED串联,所有伏 安特性全部左移,总偏移就会达到1.2V。这是相当可观的数字。

反过来也可以利用LED的这种 特性来测量其结温,例如有一个103并的LED组合,在接上恒流电源以后,测得其正向压降从32.3V降低到30.6V。变化达1.7V。那么可 以推测其结温升高为1.7/10/0.002=85度。

8.恒流电供电时,在串并 联电路中如何保证没串的电流均衡

假如用 恒流电源只供给一串LED,那当然是*理想的了。但是,假如要 供给几串并联的LED 那如何 能保证每串中的电流一样呢?

是的,假如用 恒流源供给几串并联的LED,由于LED伏安特性的离散性,各串的 电流是一定不一样的。但是实际上,由于各串LED不大可 能某一串里都是正向电压偏低的,另一串 里都是正向电压偏高的。而是会相对均匀分布,使用各 串之间的电流不会相差很大。


0769-83006071 13392398688
友情链接:    手机彩票网   天天彩票   达人彩票   728娱乐彩票   豪胜彩票手机客户端