多路输出LED的恒流技术是怎么样的?

来源:中山LED网 作者:--- 时间:2011-10-22 00:00

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核心提示: 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的亮度是和它的正向电流成正比

 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的亮度是和它的正向电流成正比,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Φ5为20MA,1W的为350MA…等,但这并不等于LED只能工作于这些额定电流,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。 
 


 

图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)。 
 


 

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。 
 


 

图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。 
 


 

图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源供电。
 

  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。但是当温度升高时,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,此时的电流却变成了I1和I2。不等于原来的IO了。
 


 

  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。

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