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LED实际上是一个电流驱动的低电压单向导电器件,LED驱动器应具有直流控制、高效率、PWM调光、过压保护、负载断开、小型尺寸,以及简便易用等特性。设计给LED供电的电源变换器时必须要注意以下事项。 ①由于LED是单向导电器件,所以要用直流电流或者单向脉冲电流给LED供电。
②由于LED是一个具有PN结结构的半导体器件,具有势垒电动势,这就形成了导通门限电压,所以加在LED上的电压值必须超过这个门限电压,LED才会充分导通。自动焊锡机大功率LED的门限电压一般在2.5V以上,正常工作时LED的压降为3~4V。
③LED的电流、电压特性是非线性的。因为流过LED的电流在数值上等于供电电源的电动势减去LED的势垒电动势后再除以回路的总电阻(电源内阻、引线电阻、LED体电阻之和),所以流过LED的电流和加在LED两端的电压不成正比。
④由于LED的PN结具有负的温度系数,则温度升高时LED的势垒电动势会降低。因此LED不能直接用电压源供电,且必须采取限流措施,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,应使LED在一个发光效率比较高的电流值下工作。
另外,LED也和其他光源一样,其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。由于生产工艺和材料特性方面的差异,同样型号LED的势垒电动势及LED的内阻也不完全一样,这就导致LED工作时的压降不一致,再加上LED势垒电动势具有负的温度系数,因此LED不能直接并联使用。
用原始电源给LED供电有4种情况:低电压驱动、过渡电压驱动、高电压驱动、市电驱动。不同的情况在电源变换器技术的实现上有不同的方案。下面简要地介绍上述几种电源驱动LED的方法。
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