LED恒流和恒压驱动介绍.docx

本文来自：茅于海先生现在有关这个问题有很多各种不同似是而非的说法，有人说：在LED的伏安特性上，电压定了，电 流也就定了所以采用恒压和恒流效果是一样的有人说LED并联时就应该采用恒压电源供电，而LED 串联时就应该采用恒流电源供电；有人说，因为LED是恒流器件，所以要用恒流源供电；有人说，采用市 电供电时就应该采用恒压电源供电，采用蓄电池供电时，就应该采用恒流电源供电至于为什么这样要求 似乎谁也说不明白那么，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①5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也是女廿 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(3.4V3.1V ), 就会引起正向电流的3.5倍的变化(从350mA变到100mA)V f - Forward Voltage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Id1412Hl130Tl=25° CT2=85° CI- - h ^2 - 1]恒压电源vR2

图 6. 串联电阻可以在常温下保持其电流不变，但在温升以后就不能保持电流平衡6. N个LED串联后，假如用恒压电源供电，其温度效应（由温升而引起的电流增加）将会扩大N倍，这是因为所有LED串联以后相当于各个LED的伏安特性沿电压轴串联温升右伏安左移n-图 6. 多个 LED 串联，相当于多个伏安特性在恒流点叠接，加电以后温度上升，所有伏安特性左移温升以后，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 Io7.多个LED串联时，采用恒流电源供电时，可以利用伏安特性的温度效应推测其结温的上升度数在很多 应用中（例如日光灯、路灯），往往将很多LED串联，这时候，LED的温度系数效应就更加明显因为 采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如温升为60度，那么伏安 特性将会向左偏移0.12V，如果10个LED串联，所有伏安特性全部左移，总偏移就会达到1.2V这是 相当可观的数字反过来也可以利用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， 在接上恒流电源以后，测得其正向压降从32.3V降低到30.6V。

变化达1.7V那么可以推测其结温升高 为1.7/10/.002=85度8.恒流供电时，在串并联电路中如何保证每串的电流均衡假如用恒流电源只供 给一串LED,那当然是最理想的了但是，假如要供给几串并联的LED那如何能保证每串中的电流一样呢？ 是的，假如用恒流源供给几串并联的LED,由于LED伏安特性的离散性，各串的电流是一定不一样的但 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，如何避免因某个LED 损坏所引起的问题假如只是两串并联，而且其中某一串的一个LED坏了（开路），这时候不但这一串不亮， 而且所有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避免一个坏了 一串不亮，那么可以采用全部并串联的方法，也就是每串中的任何一个都和其他串中的同样位置的LED并 联这样，任何一个坏了（开路），只是这一个不亮，其余的LED仍然都亮但是假如并联的LED只有 两串，其中有一个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寿命不长，很快烧掉；假如烧坏是开路，那么就会导致所有LED全部不亮，但其它的LED损 害并不严重，因为没有长期工作于过流状态。

为了减小某一个LED损坏以后对其它LED的影响，希望并 联的LED串数越多越好图7中画出了 3串5并而且同行相并的图这时候，某一个LED坏了，总电流 分散到其余的4个LED中，总电流在每一行所有并联的LED中分配，正向电压偏低的LED分到的电流就• 会大一些但不致造成太大的危害 图7.三串五并中的每一个LED都和其它串中同样位置的LED相并联而且只是这一行的电流分到其余4路中去，而其它几行都还 是和原来一样假如LED坏的时候是短路而不是开路，那么这一行的其它几个LED就都不亮了当然为 了避免这个现象，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候任何一个 LED坏了（开路），稳压管就导通，电流的分配关系变化很小短路则就是少一个LED发光图七.每个发光二极管都并联一个稳压管采用这种方法以后，就不需要再同行并联了总结以上叙 述可以列表如下：结构任何一个坏了（开路）任何一个坏了（短路）单独一串这一串开路不亮这一个不亮两串并联这一串不亮，另一串所有LED电流加倍，寿命 缩短，很快都坏这一个不亮，这一串电流略 为加大两串中两两并联这一个不亮，同行另一个电流加倍，很快坏掉； 如为开路，所有不亮,如为短路这一行两个LED 不亮这一个不亮，和它并联的另 一个也不亮N串同行并联这一个不亮，同行其余电流加大N/ （N-1）倍，N越大越安全这一个不亮，和它并联的其 它各个也都不亮每个LED并联稳压管，各只是这一个不亮，对其它影响不大只是这一个不亮串并联那么是不是恒压电源在LED照明中就无用武之地了呢？完全不是这样。

10.在市电LED路灯中采用恒压 开关电源加恒流模块的方法供电 任何市电供电的系统里，都需要一个AC/DC的开关电源有两种供电方 法，一种是在开关电源里加上恒流反馈控制电路，保证输出电流恒定但是这种方法大多只能单路大电流 输出，而且恒流的精度不高还有一种是，前面采用恒压电源，后面加很多路恒流模块，这种方案灵活性 很高，恒流精度也高例如一个150W-300W的市电LED路灯供电方案图如下：150-300W ACDC 恒压电源 SLAI36150 可调光恒流模块 直流电源输入 k SLAI2842JD 至LED负载交流LED路灯 程序调光控制 器 SLM4801可调光恒流模块SLAI2842JDII至LED负载可调光恒流模块SLAI2842JD至LED负载 . I .而且，这种结构的最大优点是可以程序调光，可节省能源达40%以上。