LED供电采用恒压电源还是恒流电源?

LED供电采用恒压电源还是恒流电源?

发布时间:2020-03-27 10:35:16作者:admin

  给LED供电选择采用恒压电源还是恒流电源?现在有关这个问题有许多各种不同貌同实异的说法,有人说:在LED的伏安特性上,电压定了,电流也就定了。所以选用恒压和恒流效果是相同的。有人说LED并联时就应该选用恒压电源供电,而LED串联时就应该选用恒流电源供电;有人说,由于LED是恒流器材,所以要用恒流源供电;有人说,选用市电供电时就应该选用恒压电源供电,选用蓄电池供电时,就应该选用恒流电源供电。至于为什么这样要求,好像谁也说不明白。

  那么,到底是应该选用恒压电源,仍是恒流电源供电呢?

  首要来看一下LED到底是什么样的器材。由于LED的亮度是和它的正向电流成正比,并且一些LED的结构决议了它的散热也便是功耗。所以大多数LED会给出额定电流,例如Φ5为20mA,1W的为350mA…等,但这并不等于LED只能作业于这些额定电流,更不意味着LED便是一个恒流器材。例如Cree的1瓦LED和3瓦LED是同一类型,电流从350mA加大到700mA,功率就从1W加大成3W,所以这个LED能够作业在350-700mA之间的恣意值。

  要深化了解这个问题首要要知道LED的伏安特性。

  1、LED的伏安特性

  LED的中文名字便是发光二极管,所以它自身便是一个二极管。它的伏安特性和一般的二极管伏安特性十分相似。只不过通常曲线很陡。例如一个20mA的草帽LED的伏安特性如所示。

  . 小功率LED的伏安特性

  假设用干电池或蓄电池供电,那么由于LED伏安特性的非线性,很小的电压改变就会引起很大的电流改变,上图中电源电压在3.3V时正向电流为20mA的LED,假设用3节干电池供电,新的电池电压超过1.5V,3节便是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,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能够从14.5V降到10.5V。相差将近20%。从伏安特性上能够看出,电源电压的10%的改变(3.4V-3.1V),就会引起正向电流的3.5倍的改变(从350mA变到100mA)。

  . 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,还有许多人认为LED电压定了,电流也就定了,所以选用恒压和恒流是相同的。实际上,LED的伏安特性并不是固定的,而是随温度而改变的,所以电压定了,电流并不一定,而是随温度改变的。这是由于是LED是一个二极管,它的伏安特性具有负温度系数的特色。

  . 伏安特性的温度特性

  温度系数通常是-2mV/度(-1.5—2.5mV/°C),也便是跟着温度的升高,其伏安特性左移,假设所加的电压为稳定,那么显然电流会添加。而LED自身的功率很低,温升很高,加电今后,假设散热欠好,其温度很容易上升到八、九十度以上。假定选用3.3V恒压源常温下作业在20mA,而温度升高到85度时,电流就会添加到35-37mA,而其亮度并不添加。电流添加只会使它的温升更高,这样就会添加光衰,下降寿数。

  并且假设不用恒流源而用恒压源供电时,常温下作业在20mA时,到了-40度时,电流就会下降至8-10mA,亮度会下降。

  对于1W的大功率LED芯片,情况也是相同,并且由于功率大,散热更不容易,温升问题愈加严重。

  能够说,除了散热问题以外,选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是禁止选用恒压电源供电的。

  3、用恒压电源今后能不能靠串联电阻来稳定电流?

  串联电阻只要限流的效果,也便是假设电源电压比LED串联今后的电压还要高,那么就需求串联电阻来限流,以免损坏LED。可是假设想要用串联电阻来减小温度的影响,它的效果是很小的,这能够从伏安特性上看出,串联电阻今后确实能够减小温升带来的电流升高,电阻越大,电流随温度改变越小,可是仅仅减小,并不能消除。并且很明显,电阻将带来额外的功耗,使得LED的总体功率下降。假定所用的LED为1W的LED,其电流为0.35A。假定串联的电阻为100欧姆,所耗费的功率就高达12.25W显然是不能接受的,即便把电阻下降到10欧姆,其功耗依然有1.225W。 比LED自身的功耗还要大。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改变仍是照样加大。所以,串联电阻决不是一个好办法。

  . 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,不光不同厂家出产的相同瓦数的LED伏安特性不相同,便是同一厂家出产的同一类型的LED其伏安特性也是不同的。

  . 不同厂家和同一厂家出产的LED伏安特性的离散性

  很明显,假设用恒压电源3.4V供电,显然流过每个LED的电流都不相同,每个LED的亮度也就不相同。所以不能选用恒压电源供电。

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

  在常温下是能够的,但在温升今后就不能坚持了。中就显现了这个问题,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,能够得到相同的正向电流Io。可是当温度升高时,其伏安特性左移,如虚线所示。由于仍是本来的恒压和本来的电阻,此刻的电流却变成了I1和I2。不等于本来的Io了。

  . 串联电阻能够在常温下坚持其电流不变,但在温升今后就不能坚持电流平衡。

  6. N个LED串联后,假设用恒压电源供电,其温度效应(由温升而引起的电流添加)将会扩展N倍

  这是由于一切LED串联今后相当于各个LED的伏安特性沿电压轴串联

  . 多个LED串联,相当于多个伏安特性在恒流点叠接,加电今后温度上升,一切伏安特性左移。

  温升今后,N个伏安特性都左移,就使电流的添加也加大了N倍。假设选用恒流电源供电,那么温升今后,依然能够坚持电流稳定为Io。

  7. 多个LED串联时,选用恒流电源供电时,能够使用伏安特性的温度效应估测其结温的上升度数

  在许多应用中(例如日光灯、路灯),往往将许多LED串联,这时分,LED的温度系数效应就愈加明显。由于选用恒流电源供电时其效果相当于把每一个LED的伏安特性沿电压轴叠加。假设温升为60度,那么伏安特性将会向左偏移0.12V,假设10个LED串联,一切伏安特性悉数左移,总偏移就会到达1.2V。这是相当可观的数字。反过来也能够使用LED的这种特性来测量其结温,例如有一个10串3并的LED组合,在接上恒流电源今后,测得其正向压降从32.3V下降到30.6V。改变达1.7V。那么能够估测其结温升高为1.7/10/.002=85度

  8. 恒流供电时,在串并联电路中如何确保每串的电流均衡

  假设用恒流电源只供应一串LED,那当然是最理想的了。可是,假设要供应几串并联的LED那如何能确保每串中的电流相同呢?是的,假设用恒流源供应几串并联的LED,由于LED伏安特性的离散性,各串的电流是一定不相同的。可是实际上,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,所以各串之间的电流不会相差很大。

  9.在恒流供电的串并联电路中,如何防止因某个LED损坏所引起的问题

  假设仅仅两串并联,并且其间某一串的一个LED坏了(开路),这时分不光这一串不亮,并且一切的电流都会流到另一串,使得另一串的电流加大一倍,用不了多久也会坏掉。为了防止一个坏了一串不亮,那么能够选用悉数并串联的办法,也便是每串中的任何一个都和其他串中的相同方位的LED并联。这样,任何一个坏了(开路),仅仅这一个不亮,其他的LED依然都亮。可是假设并联的LED只要两串,其间有一个LED开路了,电流就都流到和它并联的另一个LED中去,它的电流也加大一倍,使得这一个LED寿数不长,很快烧掉;假设烧坏是开路,那么就会导致一切LED悉数不亮,但其它的LED损害并不严重,由于没有长时间作业于过流状态。为了减小某一个LED损坏今后对其它LED的影响,期望并联的LED串数越多越好。中画出了3串5并并且同行相并的图。这时分,某一个LED坏了,总电流涣散到其他的4个LED中,总电流在每一行一切并联的LED中分配,正向电压偏低的LED分到的电流就会大一些。但不致形成太大的危害。

  . LED三串五并

  三串五并中的每一个LED都和其它串中相同方位的LED相并联并且仅仅这一行的电流分到其他4路中去,而其它几行都仍是和本来相同。假设LED坏的时分是短路而不是开路,那么这一行的其它几个LED就都不亮了。 当然为了防止这个现象,最好的办法是在每个LED上都并联一个稳压管,而各串之间不要并联。这时分任何一个LED坏了(开路),稳压管就导通,电流的分配关系改变很小。短路则便是少一个LED发光。

  . 每个发光二极管都并联一个稳压管选用这种办法今后,就不需求再同行并联了。

  总结以上叙述能够列表如下:

  10.在市电LED路灯中选用恒压开关电源加恒流模块的办法供电

  任何市电供电的体系里,都需求一个AC/DC的开关电源。有两种供电办法,一种是在开关电源里加上恒流反馈控制电路,确保输出电流稳定。可是这种办法大多只能单路大电流输出,并且恒流的精度不高。还有一种是,前面选用恒压电源,后面加许多路恒流模块,这种方案灵活性很高,恒流精度也高。


 

(来源:本站)

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