給LED供電選擇采用恒壓電源還是恒流電源？現(xiàn)在有關(guān)這個(gè)問題有許多各種不同貌同實(shí)異的說法，有人說：在LED的伏安特性上，電壓定了，電流也就定了。所以選用恒壓和恒流效果是相同的。有人說LED并聯(lián)時(shí)就應(yīng)該選用恒壓電源供電，而LED串聯(lián)時(shí)就應(yīng)該選用恒流電源供電;有人說，由于LED是恒流器材，所以要用恒流源供電;有人說，選用市電供電時(shí)就應(yīng)該選用恒壓電源供電，選用蓄電池供電時(shí)，就應(yīng)該選用恒流電源供電。至于為什么這樣要求，好像誰也說不明白。
那么，到底是應(yīng)該選用恒壓電源，仍是恒流電源供電呢?
首要來看一下LED到底是什么樣的器材。由于LED的亮度是和它的正向電流成正比，并且一些LED的結(jié)構(gòu)決議了它的散熱也便是功耗。所以大多數(shù)LED會(huì)給出額定電流，例如Φ5為20mA，1W的為350mA…等，但這并不等于LED只能作業(yè)于這些額定電流，更不意味著LED便是一個(gè)恒流器材。例如Cree的1瓦LED和3瓦LED是同一類型，電流從350mA加大到700mA，功率就從1W加大成3W，所以這個(gè)LED能夠作業(yè)在350-700mA之間的恣意值。
要深化了解這個(gè)問題首要要知道LED的伏安特性。
1、LED的伏安特性
LED的中文名字便是發(fā)光二極管，所以它自身便是一個(gè)二極管。它的伏安特性和一般的二極管伏安特性十分相似。只不過通常曲線很陡。例如一個(gè)20mA的草帽LED的伏安特性如所示。
. 小功率LED的伏安特性
假設(shè)用干電池或蓄電池供電，那么由于LED伏安特性的非線性，很小的電壓改變就會(huì)引起很大的電流改變，上圖中電源電壓在3.3V時(shí)正向電流為20mA的LED，假設(shè)用3節(jié)干電池供電，新的電池電壓超過1.5V，3節(jié)便是4.5V，LED的電流就會(huì)超過100mA，很快就會(huì)燒壞。對(duì)于1W的大功率LED也是如此，是某公司1W的LED伏安特性，而一個(gè)12V蓄電池的電壓，在充滿電到快放完電的電壓能夠從14.5V降到10.5V。相差將近20%。從伏安特性上能夠看出，電源電壓的10%的改變(3.4V-3.1V)，就會(huì)引起正向電流的3.5倍的改變(從350mA變到100mA)。
. 1W大功率LED的伏安特性
2.伏安特性的溫度系數(shù)
到現(xiàn)在為止，還有許多人認(rèn)為L(zhǎng)ED電壓定了，電流也就定了，所以選用恒壓和恒流是相同的。實(shí)際上，LED的伏安特性并不是固定的，而是隨溫度而改變的，所以電壓定了，電流并不一定，而是隨溫度改變的。這是由于是LED是一個(gè)二極管，它的伏安特性具有負(fù)溫度系數(shù)的特色。
. 伏安特性的溫度特性
溫度系數(shù)通常是-2mV/度(-1.5—2.5mV/°C),也便是跟著溫度的升高，其伏安特性左移，假設(shè)所加的電壓為穩(wěn)定，那么顯然電流會(huì)添加。而LED自身的功率很低，溫升很高，加電今后，假設(shè)散熱欠好，其溫度很容易上升到八、九十度以上。假定選用3.3V恒壓源常溫下作業(yè)在20mA，而溫度升高到85度時(shí)，電流就會(huì)添加到35-37mA，而其亮度并不添加。電流添加只會(huì)使它的溫升更高，這樣就會(huì)添加光衰，下降壽數(shù)。
并且假設(shè)不用恒流源而用恒壓源供電時(shí)，常溫下作業(yè)在20mA時(shí),到了-40度時(shí),電流就會(huì)下降至8-10mA,亮度會(huì)下降。
對(duì)于1W的大功率LED芯片，情況也是相同，并且由于功率大，散熱更不容易，溫升問題愈加嚴(yán)重。
能夠說，除了散熱問題以外，選用恒壓電源供電是引起光衰的主要原因。所以原則上來說，LED是禁止選用恒壓電源供電的。
3、用恒壓電源今后能不能靠串聯(lián)電阻來穩(wěn)定電流?
串聯(lián)電阻只要限流的效果，也便是假設(shè)電源電壓比LED串聯(lián)今后的電壓還要高，那么就需求串聯(lián)電阻來限流，以免損壞LED?？墒羌僭O(shè)想要用串聯(lián)電阻來減小溫度的影響，它的效果是很小的，這能夠從伏安特性上看出，串聯(lián)電阻今后確實(shí)能夠減小溫升帶來的電流升高，電阻越大，電流隨溫度改變?cè)叫?，可是僅僅減小，并不能消除。并且很明顯，電阻將帶來額外的功耗，使得LED的總體功率下降。假定所用的LED為1W的LED，其電流為0.35A。假定串聯(lián)的電阻為100歐姆，所耗費(fèi)的功率就高達(dá)12.25W顯然是不能接受的，即便把電阻下降到10歐姆，其功耗依然有1.225W。 比LED自身的功耗還要大。為了減小這種功耗，就必須把電阻再減小。然而，減小電阻的結(jié)果是使得由溫升所引起的電流改變?nèi)允钦諛蛹哟蟆Ｋ?，串?lián)電阻決不是一個(gè)好辦法。
. 串聯(lián)電阻只能減小溫度的影響，而不能消除其影響
4.幾個(gè)LED并聯(lián)，能不能用恒壓電源?
由于LED伏安特性的離散性，不光不同廠家出產(chǎn)的相同瓦數(shù)的LED伏安特性不相同，便是同一廠家出產(chǎn)的同一類型的LED其伏安特性也是不同的。
. 不同廠家和同一廠家出產(chǎn)的LED伏安特性的離散性
很明顯，假設(shè)用恒壓電源3.4V供電，顯然流過每個(gè)LED的電流都不相同，每個(gè)LED的亮度也就不相同。所以不能選用恒壓電源供電。
5. 多個(gè)LED并聯(lián)后，選用恒壓電源供電，能不能用不同的串聯(lián)電阻來使電流平衡?
在常溫下是能夠的，但在溫升今后就不能堅(jiān)持了。中就顯現(xiàn)了這個(gè)問題，常溫下的LED伏安特性以實(shí)線表示，兩個(gè)LED的伏安特性在斜率上略有區(qū)別，在用恒壓電源Vo供電時(shí)，選用不同的電阻，能夠得到相同的正向電流Io?？墒钱?dāng)溫度升高時(shí)，其伏安特性左移，如虛線所示。由于仍是本來的恒壓和本來的電阻，此刻的電流卻變成了I1和I2。不等于本來的Io了。
. 串聯(lián)電阻能夠在常溫下堅(jiān)持其電流不變，但在溫升今后就不能堅(jiān)持電流平衡。
6. N個(gè)LED串聯(lián)后，假設(shè)用恒壓電源供電，其溫度效應(yīng)(由溫升而引起的電流添加)將會(huì)擴(kuò)展N倍
這是由于一切LED串聯(lián)今后相當(dāng)于各個(gè)LED的伏安特性沿電壓軸串聯(lián)
. 多個(gè)LED串聯(lián)，相當(dāng)于多個(gè)伏安特性在恒流點(diǎn)疊接，加電今后溫度上升，一切伏安特性左移。
溫升今后，N個(gè)伏安特性都左移，就使電流的添加也加大了N倍。假設(shè)選用恒流電源供電，那么溫升今后，依然能夠堅(jiān)持電流穩(wěn)定為Io。
7. 多個(gè)LED串聯(lián)時(shí)，選用恒流電源供電時(shí)，能夠使用伏安特性的溫度效應(yīng)估測(cè)其結(jié)溫的上升度數(shù)
在許多應(yīng)用中(例如日光燈、路燈)，往往將許多LED串聯(lián)，這時(shí)分，LED的溫度系數(shù)效應(yīng)就愈加明顯。由于選用恒流電源供電時(shí)其效果相當(dāng)于把每一個(gè)LED的伏安特性沿電壓軸疊加。假設(shè)溫升為60度，那么伏安特性將會(huì)向左偏移0.12V，假設(shè)10個(gè)LED串聯(lián)，一切伏安特性悉數(shù)左移，總偏移就會(huì)到達(dá)1.2V。這是相當(dāng)可觀的數(shù)字。反過來也能夠使用LED的這種特性來測(cè)量其結(jié)溫，例如有一個(gè)10串3并的LED組合，在接上恒流電源今后，測(cè)得其正向壓降從32.3V下降到30.6V。改變達(dá)1.7V。那么能夠估測(cè)其結(jié)溫升高為1.7/10/.002=85度
8. 恒流供電時(shí)，在串并聯(lián)電路中如何確保每串的電流均衡
假設(shè)用恒流電源只供應(yīng)一串LED，那當(dāng)然是最理想的了?？墒牵僭O(shè)要供應(yīng)幾串并聯(lián)的LED那如何能確保每串中的電流相同呢?是的，假設(shè)用恒流源供應(yīng)幾串并聯(lián)的LED，由于LED伏安特性的離散性，各串的電流是一定不相同的?？墒菍?shí)際上，由于各串LED不大可能某一串里都是正向電壓偏低的，另一串里都是正向電壓偏高的。而是會(huì)相對(duì)均勻分布，所以各串之間的電流不會(huì)相差很大。
9.在恒流供電的串并聯(lián)電路中，如何防止因某個(gè)LED損壞所引起的問題
假設(shè)僅僅兩串并聯(lián)，并且其間某一串的一個(gè)LED壞了(開路)，這時(shí)分不光這一串不亮，并且一切的電流都會(huì)流到另一串，使得另一串的電流加大一倍，用不了多久也會(huì)壞掉。為了防止一個(gè)壞了一串不亮，那么能夠選用悉數(shù)并串聯(lián)的辦法，也便是每串中的任何一個(gè)都和其他串中的相同方位的LED并聯(lián)。這樣，任何一個(gè)壞了(開路)，僅僅這一個(gè)不亮，其他的LED依然都亮?？墒羌僭O(shè)并聯(lián)的LED只要兩串，其間有一個(gè)LED開路了，電流就都流到和它并聯(lián)的另一個(gè)LED中去，它的電流也加大一倍，使得這一個(gè)LED壽數(shù)不長(zhǎng)，很快燒掉;假設(shè)燒壞是開路，那么就會(huì)導(dǎo)致一切LED悉數(shù)不亮，但其它的LED損害并不嚴(yán)重，由于沒有長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)于過流狀態(tài)。為了減小某一個(gè)LED損壞今后對(duì)其它LED的影響，期望并聯(lián)的LED串?dāng)?shù)越多越好。中畫出了3串5并并且同行相并的圖。這時(shí)分，某一個(gè)LED壞了，總電流渙散到其他的4個(gè)LED中，總電流在每一行一切并聯(lián)的LED中分配，正向電壓偏低的LED分到的電流就會(huì)大一些。但不致形成太大的危害。
. LED三串五并
三串五并中的每一個(gè)LED都和其它串中相同方位的LED相并聯(lián)并且僅僅這一行的電流分到其他4路中去，而其它幾行都仍是和本來相同。假設(shè)LED壞的時(shí)分是短路而不是開路，那么這一行的其它幾個(gè)LED就都不亮了。 當(dāng)然為了防止這個(gè)現(xiàn)象，最好的辦法是在每個(gè)LED上都并聯(lián)一個(gè)穩(wěn)壓管，而各串之間不要并聯(lián)。這時(shí)分任何一個(gè)LED壞了(開路)，穩(wěn)壓管就導(dǎo)通，電流的分配關(guān)系改變很小。短路則便是少一個(gè)LED發(fā)光。
. 每個(gè)發(fā)光二極管都并聯(lián)一個(gè)穩(wěn)壓管選用這種辦法今后，就不需求再同行并聯(lián)了。
總結(jié)以上敘述能夠列表如下：
10.在市電LED路燈中選用恒壓開關(guān)電源加恒流模塊的辦法供電
任何市電供電的體系里，都需求一個(gè)AC/DC的開關(guān)電源。有兩種供電辦法，一種是在開關(guān)電源里加上恒流反饋控制電路，確保輸出電流穩(wěn)定。可是這種辦法大多只能單路大電流輸出，并且恒流的精度不高。還有一種是，前面選用恒壓電源，后面加許多路恒流模塊，這種方案靈活性很高，恒流精度也高。
