LED的特性及驱动电源的发展趋势

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1、LED的特性及驱动电源的发展趋势LED的特性及驱动电源的发展趋势　　传统的照明技术存在发光效率低、耗电量大、使用寿命短，光线中含有大量的紫外线、红外线辐射，照明灯具一般是交流驱动，不可避免的产生频闪而损害人的视力，普通节能灯的电子镇流器会产生电磁干扰，且荧光灯含有大量的汞和铅等重金属，无法全部回收则造成环境污染等问题。现代生产和生活的发展迫切需要一种高效节能、无污染、无公害的绿色照明技术取代传统照明技术。近年来，经过科学家的技术攻关，一种新型光源技术—LED照明技术正在趋于成熟　　LED即发光二

2、极管，具有寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富等显著优点。是全球新兴产业，LED照明灯具有巨大节能作用，每年以50%的速度增长，将会取代传统光源，从而引发人类照明史上的第四次革命，极大地改善人类的生存环境，缓解全球日益严峻的能源危机，。　　1、LED是单向导电器件，由于这个特点，就要用直流电流或者单向脉冲电流给LED供电。　　2、LED是一个具有PN结结构的半导体器件，具有势垒电势，这就形成了导通门限电压，加在LED上的电压值超过这个门限电压时LED才会充分导通。LED的门限电压一般在2．5V

3、以上，正常工作时的管压降为3～4V。　　3、LED的电流一电压特性是非线性的，流过LED的电流在数值上等于供电电源的电动势减去LED的势垒电势后再除以回路的总电阻(电源内阻、引线电阻和LED体电阻之和)。因此，流过LED的电流和加在LED两端的电压不成正比。　　4、LED的PN结的温度系数为负，温度升高时LED的势垒电势降低。由于这个特点，所以LED不能直接用电压源供电，必须采取限流措施，否则随着LED工作时温度的升高，电流会越来越大，以致损坏LED。　　5、流过LED的电流和LED的光通量的比

4、值也是非线性的。LED的光通量随着流过LED的电流增加而增加，但却不成正比，越到后来光通量增加得越少。因此，应该使LED在一个发光效率比较高的电流值下工作。　　6、LED也和其他光源一样，所能承受的电功率是有限的。如果加在LED上的电功率超过一定数值，LED可能损坏。　　7、由于生产工艺和材料特性方面的差异，同样型号的LED的势垒电势以及LED的内阻也不完全一样，这就导致LED工作时的管压降不一致。　　LED不能象传统光源那样直接使用供电电源,需要驱动电路将供电电源变换为直流电流才能工作。LED

5、驱动电路的类型、结构与供电电源的类型有关,通常分为直流供电、交流供电两大类。　　1、直流供电：指能直接提供直流电流的各种干电池、蓄电池和太阳能电池等,根据所提供的电源电压又可分为以下几种形式。　　、低电压驱动　　低电压驱动就是指用低于LED正向导通压降的电压驱动LED，如一节普通干电池或镍铬／镍氢电池，其正常供电电压为0．8～1．65V。低电压驱动LED需要把电压升高到足以使LED导通的电压值。对于LED这样的低功耗照明器件，这是一种常见的使用情况，如LED手电筒、LED应急灯、节能台灯等。由于

6、受单节电池容量的限制，一般不需要很大功率，但要求有最低的成本和比较高的变换效率。另外，考虑到有可能配合一节5号电池工作，还要有最小的体积，其最佳技术方案是电荷泵式升压变换器。　　、过渡电压驱动　　过渡电压驱动是指给LED供电的电源电压值在LED管压降附近变动，这个电压有时可能略高于LED管压降，有时可能略低于LED管压降。如一节锂电池或者两节串联的铅酸电池，满电时电压在4V以上，电快用完时电压在3V以下。用这类电源供电的典型应用有LED矿灯等。过渡电压驱动LED的电源变换电路既要解决升压问题又要

7、解决降压问题，为了配合一节锂电池工作，也需要有尽可能小的体积和尽量低的成本。一般情况下功率也不大，其最高性价比的电路结构是反极性电荷泵式变换器。　　、高电压驱动　　高电压驱动是指给LED供电的电压值始终高于LED管压降，如6V、12V、24V蓄电池，典型应用有太阳能草坪灯、太阳能庭院灯、机动车的灯光系统等。高电压驱动LED要解决降压问题，由于高电压驱动一般是由普通蓄电池供电，会用到比较大的功率(如机动车照明和信号灯光)，应该有尽量低的成本。变换器的最佳电路结构是串联开关降压电路。　　2、交流供电

8、：这是一种对LED照明应用最有价值的供电方式，是半导体照明普及应用必须要解决好的问题，交流供电(市电驱动)应用于LED驱动,一般要经过降压、整流、滤波、稳压(或稳流)等环节,使交流电源转换为直流电源,然后通过适当的驱动电路为LED提供合适的工作电流，还要有比较高的变换效率、有较小的体积和较低的成本。另外，还应该解决安全隔离问题。考虑到对电网的影响，还要解决好电磁干扰和功率因数问题。对中小功率的LED，其最佳电路结构是隔离式单端反激变换器。对于大功率的应用，应该使用桥式变换电路。　　LED照明灯具