LED電路的全面解析

1、1電路組成在需要使用比較多的led產(chǎn)品時，如果將所有的led串聯(lián)，將需要led驅(qū)動器輸出 較高的電壓:如果將所有的led并聯(lián)，貝懦要led驅(qū)動器輸出較大的電流。將所有的led串 聯(lián)或并聯(lián)，不但限制著led的嚴(yán)使用量，而且并聯(lián)led負(fù)載電流較大，驅(qū)動器的成本也會增 加，解決辦法是采用混聯(lián)方式。串、并聯(lián)的led數(shù)量平均分配，這樣，分配在一個led串聯(lián) 支路上的電壓相同，同一個串聯(lián)支路中每個led上的電流縫合式圓形防護(hù)罩也基本相同,亮 度一致，同時通過每個串聯(lián)支路的電流也相近。2.電路性能分析當(dāng)某一串聯(lián)支路上有一只led品質(zhì)不良而短路時，不管采用穩(wěn)壓式驅(qū)動方式還是恒 流式驅(qū)動方式，通過該串聯(lián)電路的電

2、流將增大，很容易損壞該串聯(lián)支路屮的led。大電流通 過損壞的這串led后，由于通過的電流較大，多表現(xiàn)為斷路。斷開一個led串聯(lián)支路后，如 果采用穩(wěn)壓式驅(qū)動方式，驅(qū)動器的輸出電流將減小，而不影響余下的所有l(wèi)ed正常工作。如果采用恒流式led驅(qū)動方式，由于驅(qū)動器的輸出電流保持不變，分配在余下的 led中的電流將增大，容易損壞所有的led。解決辦法是盡量多并聯(lián)led,這樣當(dāng)斷開某一 只led時，分配在余下的led屮的電流不大，不至于影響余下的led正常工作。這種先串聯(lián)后并聯(lián)的線路的優(yōu)點是線路簡單、亮度穩(wěn)定、可靠性高，并且對器件的 一致性要求較低，不需要特別挑選器件，即使個別led單管失效，對整個發(fā)光

3、組件的影響也 較小。在工作環(huán)境因素變化較大的情況下，使用這種連接形式的發(fā)光組件效果較為理想?；炻?lián)方式還有另外一種接法，即是將led平均分配后分組并聯(lián)，再將每組串聯(lián)在一 起。當(dāng)有一只led品質(zhì)不良而短路時，不管是采用穩(wěn)壓式驅(qū)動方式還是恒流式驅(qū)動方式，并 聯(lián)在這一支路中的led將全部不亮。如果采用恒流式led驅(qū)動方式，由于驅(qū)動器的輸出電流 保持不變，除了并聯(lián)在短路led±的這一并聯(lián)支路外，其余的led均正常工作。假設(shè)并聯(lián)的 led數(shù)量較多，驅(qū)動器的驅(qū)動電流較大，通過這只短路的led的電流將增大。大電流通過這 只短路的led后，很容易就變成斷路。由于并聯(lián)的led較多，斷開一只led后，平均

4、分配 電流變化不大，其余的led依然可以正常工作，那么在整個led燈小僅有一只led不亮。先并后串混合連接構(gòu)成的發(fā)光組件的問題主要是在單組并聯(lián)led中，由于器件和使 用條件的差別，單組中個別led芯片可能喪失pn結(jié)特性，出現(xiàn)短路。個別器件短路會使未 失效的led失去工作電流if”導(dǎo)致整組led熄火，總電流環(huán)保錫線全部從短路器件屮通過, 而較長時i'可的短路電流又會使器件內(nèi)部的鍵合金屬絲或其他部分燒毀，出現(xiàn)開路。這時，未 失效的led重新獲得電流，恢復(fù)正常發(fā)光，只是工作電流if較原來大一點。這就是這種連 接形式的發(fā)光組件出現(xiàn)先是一組中幾只led 一起熄滅，一段時間后除其中一只led不亮外

5、， 其他led又恢復(fù)正常的原因。3.驅(qū)動器的選擇通過以上分析可知，驅(qū)動器與負(fù)載led串/并聯(lián)方式的搭配選擇是非常重要的，以 恒流方式驅(qū)動功率型led時，不適合采用并聯(lián)負(fù)載:同樣，穩(wěn)壓式led驅(qū)動器不適合選用串 聯(lián)負(fù)載。發(fā)展led燈技術(shù)的五個著手點led燈是目前最節(jié)能的綠色環(huán)保電光源，自然成為照明節(jié)能減排的主要選項，隨著 led燈成本與價格的逐漸降低，其普及的速度也在加快。降低led燈的成本led芯片占據(jù)led燈成本的主耍部分，因而降低led的成本的主耍途徑就是降低led 芯片的成本。led芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在于基底材料和外延生長技術(shù)?；撞牧嫌蓚鹘y(tǒng)的藍(lán)寶石 材料、硅和碳化硅，發(fā)展到氧化鋅、氮化

6、傢等新材料。在短短數(shù)年內(nèi)，借助于包括芯片結(jié)構(gòu)、 表面粗化處理和多量子阱結(jié)構(gòu)設(shè)計在內(nèi)的一系列技術(shù)改進(jìn)，led在光效方面實現(xiàn)了巨大突破。硅基底成本很低，技術(shù)在不斷進(jìn)步中，但防火柵欄門冃前發(fā)光效率還不滿意,如果 保持這種發(fā)展速度，一旦達(dá)到較高水平，則硅基底成為最主要的技術(shù)方案成為必然的選擇， 企業(yè)也將獲得巨大的經(jīng)濟(jì)回報。提高led燈的光效提高光效還可以從提高有效光線的比例入手。薄膜芯片技術(shù)能夠減少各側(cè)面的光輸 出損耗，借助底部的反射面使97%以上的光線從正而輸出，使得電能轉(zhuǎn)換得到的光線絕大部 分都是有效光線，不但顯著提高led的光效，還為透鏡設(shè)計創(chuàng)造了優(yōu)越的便利條件。薄膜芯 片技術(shù)是日前超亮led芯

7、片牛:產(chǎn)中的核心技術(shù)。提高led燈的顯色性在高亮度白光led中，一小部分藍(lán)光發(fā)生斯托克斯位移后具有更長的波長。這是好 事情，因為這使得led燈廠商可以使用許多不同顏色的熒光粉層，從而擴(kuò)展發(fā)射光譜，有效 地提高led的顯色指數(shù)(cri)。釆用熒光粉的白光led獲得的高cri是有代價的，因為斯托克 斯位移會造成白光led的效率低于單色led的效率。不過對于大多數(shù)照明應(yīng)用而言，寧愿選 用高cri而效率略低的led燈。提高led燈電源的效率不管是做限流型恒流控制的電源，還是運放控制的水泥巖棉復(fù)合板恒流電源,都要 解決供電問題。即開關(guān)電源芯片工作的時候是需要一個相対穩(wěn)定的直流電壓為其芯片供電的, 芯片的

8、工作電流從一個ma到幾個ma不等。象fsd200, ncp1012,和hv9910,此種芯片 是高壓白饋電的，用起來是方便，但高壓饋電，造成ic熱量的上升，因為ic要承受約300v 的直流電，只要稍有一點電流，就算一個ma,也有零點三瓦的損壞耗了。一般led電源不過 十瓦左右，損失零點幾瓦一下就可以將電源的效率拉下幾個點。典型的象qx9910,用電阻 下拉取電，這樣，損耗就在電阻上，大約也得損失它零點兒瓦吧。還有就是磁耦合，就是用 變壓器，在主功率線圈上加一個繞組，就象反激電源的輔助繞組一樣，這樣可以避免損掉這 零點兒瓦的功率。這也是為什么不隔離電源還要用變壓器的原因之一，就是為了避免損失那 零點兒瓦的功率，將效率提兒個點。提高led燈系統(tǒng)可靠性led的整體效率、使用壽命和可靠性必須通過系統(tǒng)優(yōu)化才能得以提升。光源：緊湊、高效，選擇合適的顏色和輸出功率。控制和驅(qū)動：使用電子電路實現(xiàn)led的恒流驅(qū)動和控制。熱管理：若要達(dá)到更長的使用壽命必須控制led節(jié)點溫度，散熱模型計算與新材料 新工藝的運用是led燈技術(shù)熱點。光學(xué)元件：透鏡、反射器或?qū)Ч獍宀牧鲜菍⒐饩€聚焦在上海廠房降溫通風(fēng)設(shè)備h標(biāo) 區(qū)域