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从LED原理分析用恒流供电还是恒压供电

2009-12-22 14:54
科技那回事
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  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,上图中电源电压在3.3V时正向电流为20mA的LED,如果用3节干电池供电,新的电池电压超过1.5V,3节就是4.5V,LED的电流就会超过100mA,很快就会烧坏。

  对于1W的大功率LED也是如此,图2是某公司1W的LED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)。

1W大功率LED的伏安特性
图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。这是因为是LED是一个二极管,它的伏安特性具有负温度系数的特点。


 伏安特性的温度特性
图3. 伏安特性的温度特性

  温度系数通常是-2mV/度(-1.5—2.5mV/°C),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,而温度升高到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。

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