大功率LED：照明产品的未来 如图15（a）所示，大功率LED器件是目前新兴的LED产品，主要被用在照明方面，希望可以打造新型的节能照明产品。目前这项技术还不是很成熟，主要是因为大功率LED虽然亮度高，但是发热量也大，价格也比较贵，除了高品质的大功率LED外，普通的大功率LED在同等亮度的情况下，其节能效果还不如荧光管节能灯。人们主要看重的还是它的体积小、寿命长、环保和性能不断提高等特点。由于全球正在逐步禁止白炽灯泡的使用，所以LED成为未来照明新光源的发展潜力不容小视。 
目前在电子市场上可以买到各种型号和规格的大功率LED，有0.5W、1W、3W、5W、10W等，颜色也是五彩斑斓的，最常见的还是白色光的。大功率LED是比较难伺候的，我们要考虑散热问题、驱动电路问题和光线处理问题。要想弄明白，就得再写一篇文章来细谈了，这里仅简单介绍一下。 大功率LED的散热问题是很重要的，散热问题处理不好就会大大降低LED的使用寿命，所以需要给LED加装散热片。可能有的朋友不理解了，LED不是不会发热吗？怎么会有散热的问题呢？是的，普通的LED是不存在散热问题的，而大功率LED就不同了，因为里面复杂的一大堆技术原理推导出来的结论是大功率LED会发热，而且不及时散热就会影响寿命。如图15（b）所示，像日本电影中黑衣忍者甩出的飞镖一样造型的东西就是LED的散热片，大功率LED封装的底部金属基座与散热片紧密连接，散热片上还有一片简单的PCB结构，用来焊接LED引脚和接线焊盘。就一般环境下的使用而言，加装了这种散热 片之后，就可以解决散热问题，下面还要考虑的是驱动问题。普通的LED只需要保证1.4～3.8V的驱动电压，并保证流过LED的电流在10～30mA左右即可（LED生产标准不同，参数也有所不同，此处仅给出一般参数）。而大功率LED的驱动电压各不相同，有3.8V、12V等，一般多采用恒流源来驱动，市场上已经有成熟的专用于驱动大功率LED的恒流源驱动芯片和电路板产品，根据性能不同，价格在10到50元不等。这部分内容较多，细讲起来就得到后半夜了，所以还是留到以后和大家分享吧！ 关于LED的其他介绍 1. LED与限流电阻 自从认识LED以来，在每一个有LED的电路中都会发现一只与LED串联的电阻，经过打听得知这是一只限流电阻，是为了保护LED不被过高的电流烧坏而设计的。普通的LED应保证其工作在最小驱动电压值以上，工作电流在10～30mA之间。所以严格来讲，限流电阻的阻值也是需要计算的。电阻值计算公式是：R =（V CC-V F）/I F，其中V CC为电源电压，V F为LED正向驱动电压，I F为LED正向工作电流。例如我们常用的5V电源LED指示灯要用的限流电阻的值是多少呢？假定我们所用的LED正向驱动电压是3V，工作电流希望保持在20mA，则R =（5V-3V）/0.02A=100Ω。我们到市场上购买阻值为100Ω、功率在1/8W或1/4W的碳膜电阻就可以了。当驱动多只LED的时候，根据串联或并联的方式不同，VF或I F需要积加后计算。 2. LED驱动 一只LED的驱动是比较容易的事情，只要将LED和限流电阻串联到电源和控制端即可。而多只LED需要驱动时，控制端口就不能承受如此大的电流了，所以需要为多只LED的应用专门设计驱动电路。如图16所示是多只LED串、并联的驱动电路。制作电路时应根据串联或并联的LED数量来计算各元器件的参数。 还有一种情况，是用低电压来驱动多支白色光LED，这种情况多出现在手机液晶屏背光灯、LED手电照明等电池供电的设备中。因为电池供电设备的电压低，而白色LED的驱动要求又较高，所以人们多采用专用的LED低压驱动芯片来实现设计。在《无线电》杂志2009年第1期的手电专题中有这方面的介绍。 3. LED与温度 一般情况下， L E D 的存放温度在- 4 0 ℃ ～ 8 5 ℃ ， 工作温度在-20℃～70℃。在焊接LED时最好选择30W以下的电烙铁，焊接温度不得超过300℃，一次焊接的时间不得超过3秒钟，焊接点的位置至少离胶体外壳2mm以上。贴片LED在焊接时最好不要用热风枪来焊接或拆卸，不然很容易损坏。 4. LED的创新应用 许多电子元器件都具有其原理的反向应用，比如我们发现动圈式扬声器可以当作话筒，电动机可以当作发电机等等。前不久，我在网上发现了有人竟然将LED当作光电二极管来使用。光电二极管是可以根据外界射入的光线强度而输出不同阻值的元件。这个创新的设计是将LED与微处理器相连，使LED以高速亮、灭闪烁。在LED点亮时，将LED当作普通的发光二极管使用，微处理器提供电流使之点亮。在LED熄灭时将LED当作光电二极管使用，微处理器中的AD转换器检测LED的反向电流大小。当LED阵列屏上没有非透明物体时，LED（作为发光二极管）点亮时的光不会反射给熄灭状态时的LED（作为光电二极管）。当LED阵列屏上有非透明物体时，LED（作为发光二极管）点亮时的光将会反射给熄灭状态时的LED（作为光电二极管），产生反向电流并送到微处理器。物体的反射能力与距离所导致的反射强度也将被送入微处理器。这样的设计就可以实现用普通LED达到输入、输出功能。但该项技术还有待成熟，灵敏度差和环境光线的干扰是需要进一步解决的问题（大家可以到以下链接观看其演示视频：cs.nyu.edu/~jhan/ledtouch/）。 5. 特殊LED 现在市场上的LED产品种类已经丰富到不得了。出现了一些将专用的控制芯片直接和LED封装在一起，可以实现自动变色、自动闪烁功能的LED产品。通过特殊的导光材料将LED制作成条形、带形，用来取代传统的霓虹灯。如图17所示，将LED镶嵌在传统日光灯管中，可以代替传统的日光灯管。如图18所示，还有一种有机发光二极管（OLED），它可以实现将发光体制作在很薄的薄膜上，这项技术可以让未来的显示器可以像纸一样折起来放在口袋里，需要用的时候再展开，OLED的前景巨大，但还有待研发。在未来，LED将更小、更亮、更节能，它将会进入到我们生活的方方面面。说不定几年之后我们就会在家里用着LED的电灯，戴着LED的眼镜，穿着LED的睡衣，看着LED制作的《无线电》杂志。诸君莫笑，在LED技术高速发展的今天，一切皆有可能！ | 
