大功率LED與驅(qū)動(dòng)

在生活中，處處可見(jiàn)LED燈，為我們的生活帶來(lái)光明，同時(shí)也裝飾著我們的生活，LED是英文“LIGHTEMITTINGDIODE”的縮寫(xiě)，中文簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)光二極管，由于它具有環(huán)保、壽命長(zhǎng)、光電效率高(目前光效已經(jīng)達(dá)到100LM/W)、抗震等眾多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在各行業(yè)應(yīng)用得以快速發(fā)展。

理論上，LED的使用壽命在10萬(wàn)小時(shí)左右，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，有些LED燈具設(shè)計(jì)人員對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源認(rèn)識(shí)不足或選用不當(dāng)或一味追求低成本，結(jié)果使LED燈具產(chǎn)品壽命大大縮短，差的LED燈具壽命不到2000小時(shí)，有的甚至更低，結(jié)果使LED燈具的優(yōu)勢(shì)得不到很好的發(fā)揮。由于LED加工制造的特殊性，導(dǎo)致不同的生產(chǎn)廠家甚至同一個(gè)生產(chǎn)廠家在同一批產(chǎn)品中所生產(chǎn)的LED的電流、電壓特性均有較大的個(gè)體差異?，F(xiàn)以大功率1W白光LED典型規(guī)格為例，按照LED的電流、電壓變化規(guī)律來(lái)做簡(jiǎn)要說(shuō)明，一般1W白光應(yīng)用正向電壓為3.0-3.6V左右，也就是說(shuō)，當(dāng)標(biāo)稱(chēng)為1W的LED在流過(guò)350毫安電流時(shí)，它兩端的電壓可能在3.1V，也可能在 3.2V或3.5V也可能是其它值，為保證1WLED的壽命，一般LED生產(chǎn)廠家建議燈具廠用350mA的電流去驅(qū)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)LED兩端的正向電流達(dá)到 350毫安后，LED兩端的正向電壓很小的增加，都會(huì)使LED正向電流大幅度的上升，使LED溫度成直線上升，從而加速LED光衰，使LED的壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)甚至燒壞LED。由于LED的電壓、電流變化的特殊性，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)LED的電源提出了嚴(yán)格要求。

LED驅(qū)動(dòng)電源是LED燈具的關(guān)鍵所在，它就好比一個(gè)人的心臟，要制造高品質(zhì)的、用于照明的LED燈具必須放棄恒壓方式驅(qū)動(dòng)LED。

現(xiàn)在許多大功率LED封裝廠將許多顆單個(gè)的LED通過(guò)并聯(lián)和串聯(lián)的方式將它們封在一起生產(chǎn)出了單個(gè)20W、30W或50W或100W甚至更高功率的LED，盡管在封裝前這些單個(gè)的LED都嚴(yán)格做了挑選和配對(duì)，但由于內(nèi)部數(shù)量少則有幾十顆、多則幾百顆單體LED,因此封裝后的大功率LED成品在電壓和電流上仍然有很大的差異，且相比單個(gè)的LED(一般單個(gè)白光、綠光、藍(lán)光工作電壓在2.7-4V，單個(gè)紅光、黃光、橙光工作電壓在1.7-2.5V)參數(shù)差異更大!(提醒剛上馬的LED燈具廠對(duì)LED光源的封裝品質(zhì)可不能忽視)

當(dāng)前很多廠家生產(chǎn)的LED燈類(lèi)產(chǎn)品(比如護(hù)欄、燈杯、投射燈、庭院燈等)，采用阻、容降壓，然后加上一個(gè)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，向LED供電，這樣驅(qū)動(dòng) LED的方式存在極大缺陷，首先是效率低，在降壓電阻上消耗大量電能，甚至有可能超過(guò)LED所消耗的電能，且無(wú)法提供大電流驅(qū)動(dòng)，因?yàn)殡娏髟酱螅脑诮祲弘娮枭系碾娔芫驮酱?，無(wú)法保證通過(guò)LED電流不超過(guò)其正常工作要求，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)都會(huì)采用降低LED兩端電壓來(lái)供電驅(qū)動(dòng)，這樣是以犧牲LED亮度為代價(jià)的。采用阻、容降壓方式驅(qū)動(dòng)LED，LED的亮度不能穩(wěn)定，當(dāng)供電電源電壓低時(shí)，LED的亮度變暗，供電電源電壓高時(shí)，LED的亮度變亮些。當(dāng)然，阻、容降壓方式驅(qū)動(dòng)LED的最大優(yōu)勢(shì)是成本低,因此目前仍然有部分LED燈具企業(yè)在采用這種方式。

有些廠家，為降低產(chǎn)品的成本，采用恒壓驅(qū)動(dòng)LED，同樣帶來(lái)了批量生產(chǎn)時(shí)每個(gè)LED發(fā)光亮度不均勻、LED不能工作于最佳狀態(tài)等一系列問(wèn)恒流源驅(qū)動(dòng)是最佳的LED驅(qū)動(dòng)方式，采用恒流源驅(qū)動(dòng)，不用在輸出電路串聯(lián)限流電阻，LED上流過(guò)的電流也不受外界電源電壓變化、環(huán)境溫度變化，以及LED參數(shù)離散性的影響，從而能保持電流恒定，充分發(fā)揮LED的各種優(yōu)良特性。

采用LED恒流電源來(lái)給LED燈具供電，由于在電源工作期間都會(huì)自動(dòng)檢測(cè)和控制流過(guò)LED的電流，因此，不必?fù)?dān)心在通電的瞬間有過(guò)高的電流流過(guò)LED，也不必?fù)?dān)心負(fù)載短路燒壞電源。采用恒流驅(qū)動(dòng)方式，它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動(dòng)，同時(shí)恒定的電流使LED的亮度穩(wěn)定，也便于LED燈具廠實(shí)施大批量生產(chǎn)時(shí)保證產(chǎn)品的一致性，因此眾多廠家已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到驅(qū)動(dòng)電源的重要性，許多LED燈具廠家已經(jīng)放棄恒壓方式，而選用成本稍高的恒流方式驅(qū)動(dòng)LED燈具了。

有些廠家擔(dān)心電源驅(qū)動(dòng)板選用電解電容會(huì)影響電源的壽命，其實(shí)是一種誤解，比如：如果選用105度，壽命為8000小時(shí)的高溫電解電容，根據(jù)通行的電解電容壽命估算方式“每降低10度，壽命增加一倍”，那么它在95度環(huán)境下工作壽命為16000小時(shí)，在在85度環(huán)境下工作壽命為32000小時(shí)，在75度環(huán)境下工作壽命為64000小時(shí)，如果實(shí)際工作溫度更低，那么壽命會(huì)更長(zhǎng)!由此看來(lái)，只要選用高品質(zhì)的電解電容對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的壽命是沒(méi)有什么影響的!還有一點(diǎn)值得LED燈具企業(yè)注意：由于LED在工作過(guò)程中會(huì)放出大量的熱量,使管芯結(jié)溫迅速上升,LED功率越高,發(fā)熱效應(yīng)越大.LED芯片溫度的升高將導(dǎo)致發(fā)光器件性能的變化與電光轉(zhuǎn)換效率衰減,嚴(yán)重時(shí)甚至失效，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明：LED自身溫度每上升5攝氏度，光通量就下降3%,

因此 LED燈具一定要注意LED光源本身的散熱工作，在可能的情況下盡量加大LED光源自身的散熱面積,盡量降低LED自身的工作溫度，如果條件允許，最好能將電源部分與光源部分隔開(kāi)，一味地追求小體積而忽視燈具及電源的工作溫度是不可取的。雖然LED在生活中處處可見(jiàn)，但是LED也還有一些不足需要我們的設(shè)計(jì)人員擁有更加專(zhuān)業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備，這樣才能設(shè)計(jì)出更加符合生活所需的產(chǎn)品。