一、什么是LED ？

　　LED（Light Emitting Diode），又稱(chēng)發(fā)光二極管，它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見(jiàn)光。

　　二、LED有哪些優(yōu)點(diǎn)？

　　★ 高效節(jié)能　一千小時(shí)僅耗幾度電（普通60W白熾燈十七小時(shí)耗1度電，普通10W節(jié)能燈一百小時(shí)耗1度電）

　　★ 超長(zhǎng)壽命　半導(dǎo)體芯片發(fā)光，無(wú)燈絲，無(wú)玻璃泡，不怕震動(dòng)，不易破碎，使用壽命可達(dá)五萬(wàn)小時(shí)（普通白熾燈使用壽命僅有一千小時(shí)，普通節(jié)能燈使用壽命也只有八千小時(shí)）

　　★ 光線健康　光線中不含紫外線和紅外線，不產(chǎn)生輻射（普通燈光線中含有紫外線和紅外線）

　　★ 綠色環(huán)保　不含汞和氙等有害元素，利于回收和利用，而且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾（普通燈管中含有汞和鉛等元素，節(jié)能燈中的電子鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生電磁干擾）

　　★ 保護(hù)視力　直流驅(qū)動(dòng)，無(wú)頻閃（普通燈都是交流驅(qū)動(dòng)，就必然產(chǎn)生頻閃）

　　★ 光效率高，發(fā)熱小：90%的電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光（普通白熾燈80%的電能轉(zhuǎn)化為熱能，僅有20%電能轉(zhuǎn)化為光能）

　　★ 安全系數(shù)高　所需電壓、電流較小，發(fā)熱較小，不產(chǎn)生安全隱患，可用于礦場(chǎng)等危險(xiǎn)場(chǎng)所

　　★ 市場(chǎng)潛力大　低壓、直流供電，電池、太陽(yáng)能供電即可，可用于邊遠(yuǎn)山區(qū)及野外照明等缺電、少電場(chǎng)所。

　　三、權(quán)威預(yù)測(cè)

　　半導(dǎo)體照明將在未來(lái)5-10年內(nèi)取代現(xiàn)有傳統(tǒng)光源。

　　“未來(lái)白光LED將更加便宜，市場(chǎng)總體容量將快速增長(zhǎng)。”許志鵬樂(lè)觀地指出，據(jù)美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，2010年前后，美國(guó)將有55%的白熾燈和熒光燈被LED替代，可能形成一個(gè)500億美元的大產(chǎn)業(yè)。而日本提出，LED將在今年大規(guī)模替代傳統(tǒng)白熾燈。日、美、歐、韓等國(guó)均已正式啟動(dòng)LED照明戰(zhàn)略計(jì)劃。

　　美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，到2010年前后，美國(guó)將有55%的白熾燈和熒光燈將被嵌在芯片上的發(fā)光體---半導(dǎo)體燈替代。日本計(jì)劃到2008年用這種半導(dǎo)體燈替代50%的傳統(tǒng)照明燈具。科學(xué)家測(cè)量發(fā)現(xiàn)，在同樣亮度下，LED的電能消耗僅為白熾燈的1／10，壽命則是白熾燈的 100倍。由于ＬＥＤ具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，專(zhuān)家們稱(chēng)其為人類(lèi)照明史上繼白熾燈和熒光燈之后的又一次飛躍。根據(jù)美國(guó)能源部（DOE）的預(yù)計(jì)，傳統(tǒng)照明器件的徹底更新?lián)Q代將在2010年開(kāi)始啟動(dòng)，然而許多LED供應(yīng)商都希望將這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間再提前一到兩年。

　　四、繼澳大利亞 歐盟欲讓白熾燈兩年內(nèi)下課

　　2007年3月9日，在英國(guó)倫敦街頭，成串的彩燈閃爍。剛剛結(jié)束的歐盟首腦會(huì)議通過(guò)了一系列旨在提高能效的措施。9日結(jié)束的歐盟春季首腦會(huì)議已經(jīng)達(dá)成協(xié)議，兩年內(nèi)歐洲各國(guó)將逐步用節(jié)能熒光燈取代能耗高的老式白熾燈泡，以減少溫室氣體排放。在這之前，澳大利亞已率先通過(guò)停止使用白熾光燈泡法令。

　　五、LED照明產(chǎn)值將超千億美元 同方正發(fā)力

　　同方股份副總裁兼董秘孫岷近日向記者透露，公司的高亮度LED照明項(xiàng)目已基本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目前已經(jīng)有20條生產(chǎn)線投產(chǎn)，其產(chǎn)業(yè)化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平，規(guī)劃2008年年底生產(chǎn)線將達(dá)到50條，形成綠色照明的規(guī)?；?yīng)。預(yù)計(jì)我國(guó)2008年應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)540億元，到2010年，中國(guó)半導(dǎo)體照明及相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過(guò)1000億美元的規(guī)模，其中高亮度芯片國(guó)內(nèi)增長(zhǎng)率將高達(dá)100％。

　　六、首爾半導(dǎo)體期望能取得全球照明市場(chǎng)之中1，000億美元的份額。

　　韓國(guó)首爾半導(dǎo)體公司現(xiàn)正計(jì)劃用LED取代傳統(tǒng)的照明燈，目前 Acriche 60流明/瓦特的亮度在2007年第四季提升五成至80流明/瓦特， 而每一模組為250流明; 在2008年第四季達(dá)至120流明/瓦特， 而每一模組為400流明， 期望能取得全球照明市場(chǎng)之中1，000億美元的份額。

　　七、澳大利亞與新西蘭將率先停止使用白熾光燈泡

　　澳大利亞政府最近宣布，為了減少溫室氣體的排放量，澳大利亞將禁止除醫(yī)療用以外的白熾燈的使用。據(jù)此，到2012年時(shí)澳大利亞將減少400萬(wàn)噸溫室氣體的排放。

　　而據(jù)2007年2月21日《The Dominion Post》報(bào)道，新西蘭能源部長(zhǎng)David Parker建議參照澳大利亞的做法，新西蘭也應(yīng)在未來(lái)兩到三年內(nèi)禁止使用普通白熾光燈泡，用節(jié)能環(huán)保的熒光燈泡（Florescent Eco Bulb）取代。澳大利亞環(huán)境部長(zhǎng)Malcolm Turnbull說(shuō)，澳大利亞2010年將推行新的民用照明標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，2012年可減少溫室氣體排放400萬(wàn)噸。

　　據(jù)悉，這種新型熒光燈泡主要從中國(guó)進(jìn)口。

　　八、為什么首選樓道燈來(lái)應(yīng)用LED

　　1， 目前比較而言，LED的售價(jià)還較高，樓道燈是共用設(shè)施，共同承擔(dān)大家就能接受。

　　2，樓道燈現(xiàn)在普遍是使用白熾燈，若換用LED燈，節(jié)電的效果就特別明顯。

　　3，樓道燈在白天是熄滅的。晚上就頻繁的啟動(dòng)或關(guān)斷。不要說(shuō)是節(jié)能燈，就是白熾燈都會(huì)很快的玩完。但是LED燈卻是不怕，因?yàn)樗陌l(fā)光機(jī)理與白熾燈和節(jié)能燈都不同，就恰恰非常的適應(yīng)在高速的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，絕對(duì)不會(huì)因?yàn)槭沁@個(gè)原因而損壞。

　　4，LED燈的壽命很長(zhǎng)，就免除了樓道燈經(jīng)常需要維修的尷尬狀況。

　　5， 樓道燈是物業(yè)交電費(fèi)，投入是一次性的，節(jié)約80%的電費(fèi)是長(zhǎng)期的，物業(yè)部門(mén)最合算。

　　九、LED燈能直接替換現(xiàn)在的樓道燈嗎？

　　不能。由于現(xiàn)在大家使用的樓道燈是白熾燈，根本就無(wú)法用LED燈或節(jié)能燈去替換，所以如果要換用LED燈就必須也要同時(shí)換用聲光控開(kāi)關(guān)?，F(xiàn)在有專(zhuān)用的一體化的LED聲光控樓道燈，直接就使用220V的市電，非常方便使用。我們將強(qiáng)烈建議樓道燈的使用電壓用直流的24V，其好處和原因我們會(huì)另文介紹。隨著技術(shù)發(fā)展和成本的降低，LED燈取代節(jié)能燈也就成為必然的了。

　　十、LED驅(qū)動(dòng)電源的分類(lèi)及特性

　　1、按驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類(lèi)：

　　（1）恒流式：

　　a、恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化，負(fù)載阻值小，輸出電壓就低，負(fù)載阻值越大，輸出電壓也就越高；

　　b、 恒流電路不怕負(fù)載短路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全開(kāi)路。

　　c、 恒流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED是較為理想的，但相對(duì)而言?xún)r(jià)格較高。

　　d、應(yīng)注意所使用最大承受電流及電壓值，它限制了LED的使用數(shù)量；

　?。?）穩(wěn)壓式：

　　a、當(dāng)穩(wěn)壓電路中的各項(xiàng)參數(shù)確定以后，輸出的電壓是固定的，而輸出的電流卻隨著負(fù)載的增減而變化；

　　b、 穩(wěn)壓電路不怕負(fù)載開(kāi)路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路。

　　c、以穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED，每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均；

　　d、 亮度會(huì)受整流而來(lái)的電壓變化影響。 2、按電路結(jié)構(gòu)方式分類(lèi)

　?。?）電阻、電容降壓方式：通過(guò)電容降壓，在閃動(dòng)使用時(shí)，由于充放電的作用，通過(guò)LED的瞬間電流極大，容易損壞芯片。易受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響，電源效率低、可靠性低。

　　（2）電阻降壓方式：通過(guò)電阻降壓，受電網(wǎng)電壓變化的干擾較大，不容易做成穩(wěn)壓電源，降壓電阻要消耗很大部分的能量，所以這種供電方式電源效率很低，而且系統(tǒng)的可靠也較低。

　?。?）常規(guī)變壓器降壓方式：電源體積小、重量偏重、電源效率也很低、一般只有45%～60%，所以一般很少用，可靠性不高。

　?。?）電子變壓器降壓方式：電源效率較低，電壓范圍也不寬，一般180～240V，波紋干擾大。

　?。?）RCC降壓方式開(kāi)關(guān)電源：穩(wěn)壓范圍比較寬、電源效率比較高，一般可以做到70%～80%，應(yīng)用也較廣。由于這種控制方式的振蕩頻率是不連續(xù)，開(kāi)關(guān)頻率不容易控制，負(fù)載電壓波紋系數(shù)也比較大，異常負(fù)載適應(yīng)性差。

　?。?）PWM控制方式開(kāi)關(guān)電源：主要由四部分組成，輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分、開(kāi)關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。PWM開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負(fù)載變化的情況下，控制電路通過(guò)被控制信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通的脈沖寬度，使得開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓或電流穩(wěn)定（即相應(yīng)穩(wěn)壓電源或恒流電源）。電源效率極高，一般可以做到80%～90%，輸出電壓、電流穩(wěn)定。一般這種電路都有完善的保護(hù)措施，屬高可靠性電源。

　　從以上介紹可以看出PWM控制方式設(shè)計(jì)的LED電源是比較理想的LED電源。目前珠海市南宇星電子公司生產(chǎn)的金興牌LED開(kāi)關(guān)電源就是PWM控制技術(shù)的開(kāi)關(guān)電源，該類(lèi)LED電源經(jīng)用戶(hù)使用反映效果很好。

　　一、剛剛開(kāi)始起步成本高

　　照明成本不僅涉及燈具的初始成本，還涉及燈具所消耗的能源成本，燈具無(wú)法正常工作時(shí)更換燈具所需的勞動(dòng)成本，以及所需燈具更換的平均頻率。從這一概念出發(fā)就很容易理解，為什么LED光源是白熾燈光源價(jià)格的50倍左右時(shí)，LED交通信號(hào)燈的市場(chǎng)就開(kāi)始啟動(dòng)，而當(dāng)達(dá)到28倍時(shí)，就已形成新興產(chǎn)業(yè)。目前半導(dǎo)體照明主要以光色照明和特殊照明為主，以后將向普通照明擴(kuò)展。具體來(lái)講，近幾年內(nèi)，半導(dǎo)體照明市場(chǎng)將廣泛應(yīng)用在各種信號(hào)燈、景觀照明、櫥窗照明、建筑照明、廣場(chǎng)和街道的美化、家庭裝飾照明、公共娛樂(lè)場(chǎng)所美化和舞臺(tái)效果照明等領(lǐng)域。事實(shí)上，我們身邊已經(jīng)隨處可見(jiàn)它的身影：電腦顯示燈、手機(jī)按鍵和屏幕的背光源、汽車(chē)尾燈、建筑物燈光、交通信號(hào)燈……等等。

　　二、不一致性帶來(lái)的問(wèn)題：

　　理論上LED都一樣，都是能發(fā)光的二極管，而實(shí)際上所有LED的電性能都是有差異的，眾多的廠家都在搶生產(chǎn)進(jìn)度、抓數(shù)量；每個(gè)廠家的生產(chǎn)工藝是不一致的，甚至相差很大，就是同一廠家的不同時(shí)間的工藝都是有差異的；生產(chǎn)發(fā)光二極管的半導(dǎo)體材料的純度要求非常高，不同廠家使用的半導(dǎo)體原材料的純度是有差異的，這就使LED的發(fā)光強(qiáng)度與驅(qū)動(dòng)電流是不完全相同的，或者相差很大，而且耐過(guò)電流能力和發(fā)熱的差異也就自然而然的不同了；由于封裝工藝和封裝材料的不同，使得整體的散熱能力是不一樣的，所有的廠家都在研究和開(kāi)發(fā)新材料，以求解決組合材料的熱彭脹與散熱的問(wèn)題。由此不難看出，LED發(fā)光二極管在短期內(nèi)仍存在個(gè)體之間的很大的差異，如果每個(gè)燈只用一個(gè)LED，那是很好控制的，而且是真正的長(zhǎng)壽命，例如電視機(jī)、DVD上的電源指示燈就是如此；而當(dāng)我們用 LED制作照明燈具時(shí)，就不是用單個(gè)的LED，而是用多個(gè)，或上百上千個(gè)LED排成陣列接入電路，再者，需要的亮度就不是指示燈所能做到的，而電流大了、小了亮度都要減弱，且會(huì)使壽命大打折扣，甚而致于未出廠就壞掉了；因LED的差異性總是存在的，在多個(gè)LED組成的連路中，當(dāng)有幾個(gè)壞掉時(shí)（通常是短路），會(huì)使電流增大而損壞其他的LED。這就是不一致性帶的結(jié)果，也是制約其發(fā)展的因素之一。

　　三、驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜成本高、故障率高

　　a.在電壓匹配方面，LED不象普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是2--3.伏的低電壓驅(qū)動(dòng)，必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。

　　b.在電流供應(yīng)方面，LED的正常工作電流在15mA-18mA，供電電流小于15mA時(shí)LED的發(fā)光強(qiáng)度不夠，而大于20mA時(shí)，發(fā)光了強(qiáng)度也會(huì)減弱，同時(shí)發(fā)熱大增，老化加快、壽命縮短，當(dāng)超過(guò)40mA時(shí)會(huì)很快損壞。為了延長(zhǎng)LED照明燈的使用壽命，簡(jiǎn)易電源是不能使用的，而常用集成電路電源、電子變壓器、分離元件電源等，但都要設(shè)計(jì)恒流源電路和恒壓源電路供電的方式，大電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，要配大功率管或可控硅器件，另加保護(hù)電路，這樣就使LED 的電源供應(yīng)器電路很復(fù)雜，故障率增加。元件成本、生產(chǎn)成本、服務(wù)成本都將升高。而目前LED本身的成本就高，加上電源的成本，這就大大地限制了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力與購(gòu)買(mǎi)群體，LED照明燈的優(yōu)勢(shì)大打折扣，這也是制約其發(fā)展與普及的又一關(guān)鍵問(wèn)題。

　　四、解決問(wèn)題的方法與可行性分析：

　　解決問(wèn)題的方法可用自復(fù)位過(guò)流保護(hù)器WHPTC元件

　　如果用WHPTC過(guò)流保護(hù)器作保護(hù)，將是另外一種結(jié)果，從原理可知，當(dāng)電路的電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)會(huì)訊速的自動(dòng)保護(hù)，在排除故障后又自動(dòng)復(fù)位，無(wú)需人工更換。對(duì)LED而言，電壓的變化不是LED損壞的直接原因，而電流的增大才是LED的真正殺手。顯而易見(jiàn)，利用WHPTC的這個(gè)特性，在LED的電路保護(hù)上具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，讓簡(jiǎn)易電源供電變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。實(shí)踐證明，在LED電路出現(xiàn)故障以前就有效保護(hù)了。在簡(jiǎn)易電源上，這個(gè)優(yōu)勢(shì)特別突出。對(duì)如下3圖分析可見(jiàn)，因有了WHPTC后可省去恒流、恒壓電路， LED的質(zhì)量也提高了。器件成本、生產(chǎn)成本、故障率、服務(wù)成本等，都大大降低。也大大增加了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。所以誰(shuí)先使用WHPTC，誰(shuí)先占領(lǐng)市場(chǎng)。

　　使用WHPTC前后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較圖

　　淺談LED產(chǎn)品老化我們?cè)趹?yīng)用LED時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣種問(wèn)題，LED焊在產(chǎn)品上剛開(kāi)始的時(shí)候是正常工作的，但點(diǎn)亮一段時(shí)間以后就會(huì)出現(xiàn)暗光、閃動(dòng)、故障、間斷亮等現(xiàn)象，給產(chǎn)品帶來(lái)嚴(yán)重的損害。引起這種現(xiàn)象的原因大致有：

　　1．應(yīng)用產(chǎn)品時(shí)，焊接制程有問(wèn)題，例如焊接溫度過(guò)高焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)有做好防靜電工作等，這些問(wèn)題95％以上是封裝過(guò)程造成。

　　2．LED本身質(zhì)量或生產(chǎn)制程造成。 預(yù)防方法有：

　　1.做好焊接制程的控制。

　　2.對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行老化測(cè)試。

　　老化是電子產(chǎn)品可靠性的重要保證，是產(chǎn)品生產(chǎn)的最后必不可少的一步。LED產(chǎn)品在老化后可以提升效能，并有助于后期使用的效能穩(wěn)定。LED老化測(cè)試在產(chǎn)品質(zhì)量控制是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，但在很多時(shí)候往往被忽視，無(wú)法進(jìn)行正確有效的老化。LED老化測(cè)試是根據(jù)產(chǎn)品的故障率曲線即浴盆曲線的特征而采取的對(duì)策，以此來(lái)提高產(chǎn)品的可靠性，但這種方法并不是必需的，畢竟老化測(cè)試是以犧牲單顆LED產(chǎn)品的壽命為代價(jià)的。

　　LED老化方式包括恒流老化及恒壓老化。恒流源是指電流在任何時(shí)間都恒定不變的。有頻率的問(wèn)題，就不是恒流了。那是交流或脈動(dòng)電流。交流或脈動(dòng)電流源可以設(shè)計(jì)成有效值恒定不變，但這種電源無(wú)法稱(chēng)做「恒流源」。恒流老化是最符合LED電流工作特征親羈蒲У腖ED老化方式；過(guò)電流沖擊老化也是廠家最新采用的一種老化手段，通過(guò)使用頻率可調(diào)，電流可調(diào)的恒流源進(jìn)行此類(lèi)老化，以期在短時(shí)間內(nèi)判斷LED的質(zhì)量預(yù)期壽命，并且可挑出很多常規(guī)老化無(wú)法挑出的隱患LED。 有效防止高溫失靈-PTC熱敏電阻用作LED限流器近年來(lái)，發(fā)光二極管（簡(jiǎn)稱(chēng)LED）的發(fā)展已取得巨大進(jìn)步：已從純粹用作指示燈發(fā)展為光輸出達(dá)100流明以上的大功率LED。不久之后，LED照明的成本將降至與傳統(tǒng)冷陰極熒光燈（簡(jiǎn)稱(chēng)CCFL）類(lèi)似的水平。這使得人們對(duì)LED的下述應(yīng)用興趣日濃：汽車(chē)照明燈、建筑物內(nèi)外的LED光源、以及筆記本電腦或電視機(jī)LCD屏的背光。大功率LED技術(shù)的發(fā)展提高了設(shè)計(jì)階段對(duì)散熱的要求。就像所有其它半導(dǎo)體一樣，LED不能過(guò)熱，以免加速輸出的減弱，或者導(dǎo)致最壞狀況：完全失效。與白熾燈相比，雖然大功率LED具有更高效率，但是輸入功率中相當(dāng)大的一部分仍變成熱能而非光能。因而，可靠的運(yùn)作就需要良好的散熱，并要求在設(shè)計(jì)階段就考慮高溫環(huán)境。設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電路尺寸時(shí)，也必須考慮溫度因素：必須選擇其正向電流，以確保即使環(huán)境溫度達(dá)到最高值，LED芯片也不會(huì)過(guò)熱。隨著溫度的升高，就需要通過(guò)降低最高容許電流，即降低額定值，來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫。LED制造商把降額曲線納入其產(chǎn)品規(guī)格中。有關(guān)此類(lèi)曲線，參見(jiàn)圖1。

　　圖1 LED降頻曲線

　　利用無(wú)溫度依賴(lài)性的電源運(yùn)行LED存在弊端：在高溫區(qū)域內(nèi)，LED則超出規(guī)格范圍運(yùn)行。此外，當(dāng)處于低溫區(qū)域時(shí)，照明源就由明顯低于最大容許電流（參見(jiàn)圖1紅色曲線）的電流供電。如圖1的綠色曲線所示，通過(guò)LED驅(qū)動(dòng)電路中的正溫度系數(shù)熱敏電阻（簡(jiǎn)稱(chēng)PTC熱敏電阻）來(lái)控制LED電流是一個(gè)重大改進(jìn)。這至少可以帶來(lái)下列好處：

　　*在室溫下增加正向電流，從而增加光輸出

　　*因?yàn)榭梢詼p少LED使用量，所以可以使用價(jià)格較低的驅(qū)動(dòng)集成電路（簡(jiǎn)稱(chēng)IC）乃至一個(gè)不帶溫度管理的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)節(jié)約成本

　　*實(shí)現(xiàn)無(wú)需IC控制的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，此電路亦可使LED電流隨溫度改變

　　*能夠使用較便宜減額值較高安全裕量較小的LED

　　*過(guò)熱保護(hù)功能提高了可靠性

　　*帶散熱片的熱機(jī)械設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單

　　大多數(shù)LED用驅(qū)動(dòng)電路形式具有一個(gè)共同點(diǎn)：即流經(jīng)LED的正向電流是通過(guò)固定電阻進(jìn)行設(shè)置（參見(jiàn)圖2）。一般說(shuō)來(lái)，流經(jīng)LED ILED的電流取決于Rout，即ILED ~ 1/Rout。由于Rout不隨溫度而變，因此LED電流也不受溫度影響。

　　將固定電阻換成隨溫度變化的電路，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED電流的溫度管理。下列圖表闡明了如何使用PTC熱敏電阻來(lái)改善標(biāo)準(zhǔn)電路。

　　示例1：有反饋回路的恒流源

　　圖2中電路1為常用的驅(qū)動(dòng)電路。其恒流源包括一條反饋回路。當(dāng)調(diào)節(jié)電阻兩端的反饋電壓達(dá)到因IC而異的VFB時(shí)，LED電流就不變了。LED電流因而被穩(wěn)定在ILED=VFB/Rout。

　　圖2 LED的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式

　　圖3所示為上一電路改良型：此電路借由PTC熱敏電阻，生成隨溫度變化的LED電流。通過(guò)正確選擇PTC熱敏電阻、Rseries以及 Rparallel，此電路與專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)IC和LED組合相匹配。其中，LED電流可經(jīng)由下列方程式計(jì)算得出：

　　圖3所示電路闡明了LED電流（參見(jiàn)圖3）的溫度依賴(lài)性。與針對(duì)最高運(yùn)行溫度為60度的恒流源相比較，使用PTC熱敏電阻后LED電流可在0度和40度之間提升達(dá)40%，并且LED亮度也能提高同等百分比。

　　圖3 采用PTC熱敏電阻的溫度監(jiān)測(cè)和電流降頻

　　示例2：調(diào)節(jié)電阻與LED無(wú)串聯(lián)的恒流源

　　圖2所示電路2為另一常見(jiàn)的恒流源電路：電流通過(guò)連接驅(qū)動(dòng)IC的電阻得以確定。然而在這種情況下，調(diào)節(jié)電阻并未與LED串聯(lián)。Rset和 ILED之間的比率由IC規(guī)格明確。因此，運(yùn)用20KΩ的串聯(lián)電阻和TLE4241G型驅(qū)動(dòng)IC，最終產(chǎn)生的LED電流為30mA。圖4所示為標(biāo)準(zhǔn)電路改良型，其中也含有一個(gè)PTC熱敏電阻，盡管此處采用WHPTC熱敏電阻。在感測(cè)溫度，元件電阻可達(dá)4.7KΩ，且容許誤差值為±5℃（標(biāo)準(zhǔn)系列） 或±3℃（容許誤差值精確系列）。

　　圖4所示為隨外界溫度而變化的LED電流。固定電阻Rseries容許誤差范圍小，在低溫時(shí)支配總電阻。只有在低于PTC熱敏電阻的感測(cè)溫度大約15 K時(shí)，由于PTC熱敏電阻的阻值開(kāi)始增加，電流才會(huì)開(kāi)始下降。在感測(cè)溫度（總電阻=Rseries+RPTC=19.5KΩ+4.7KΩ=24.2KΩ） 時(shí)的電流大約為23mA。PTC電阻在溫度更高時(shí)急劇上升，迅速引發(fā)斷路，從而避免因溫度過(guò)高出現(xiàn)故障。

　　圖4 無(wú)分流測(cè)量之溫度記錄

　　示例3：無(wú)IC簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路

　　如圖2所示電路3，LED也可在無(wú)驅(qū)動(dòng)IC的情況下工作。圖示電路是通過(guò)車(chē)用電池驅(qū)動(dòng)單一200mA LED。穩(wěn)壓器生成5 V的穩(wěn)定電源電壓Vstab，以避免電源電壓出現(xiàn)波動(dòng)。LED在Vstab處運(yùn)作，電流則通過(guò)與LED串聯(lián)的電阻元件Rout決定。在這類(lèi)電路中，通過(guò)下一則等式可算出獨(dú)立于溫度的正向電流，在此等式中，VDiode是一個(gè)LED的正向電壓：

　　另一做法是將WHPTC的徑向引線式PTC熱敏電阻以及兩個(gè)固定電阻相組合后，替代上述固定電阻，如圖所示。

　　由于LED電流的絕大部分流經(jīng)PTC熱敏電阻本身，因此需要選擇一個(gè)較大的徑向引線式元件。PTC將因?yàn)榱鹘?jīng)電阻本身的電流而導(dǎo)致發(fā)熱，因此會(huì)一直減少電流，無(wú)論環(huán)境溫度為何（如圖5所示）。并聯(lián)兩個(gè)或更多片式PTC熱敏電阻會(huì)將電流分流，但此方案仍存在局限性。

圖5 無(wú)需IC的溫度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路

　　電流值主要是通過(guò)適當(dāng)選擇兩個(gè)固定電阻來(lái)設(shè)置的。這兩個(gè)電阻也在改進(jìn)電路方面也起到重要作用，因?yàn)樗鼈儗a(chǎn)生的LED正向電流的允差保持在較低水平。這在正常工作溫度范圍內(nèi)尤其重要，因?yàn)榇藭r(shí)PTC熱敏電阻本身的阻值允差仍較高。第二個(gè)并聯(lián)固定電阻也能確保PTC不會(huì)在極端高溫情況下徹底關(guān)閉 LED，因此，電流不會(huì)降至低于下列等式計(jì)算的所得值：

　　這項(xiàng)性能在例如汽車(chē)電子這樣的應(yīng)用中極其重要，因?yàn)榘踩蟛辉试S照明燈徹底關(guān)閉。

　　背景資料：LED的溫度依賴(lài)性

　　像所有半導(dǎo)體一樣，LED的最高容許結(jié)點(diǎn)溫度不能超過(guò)，以免導(dǎo)致過(guò)早老化或者完全失效。如果結(jié)點(diǎn)溫度要保持在臨界值以下，那么外界溫度升高時(shí)，最高容許正向電流則必須下降。不過(guò)，如果運(yùn)用散熱器，在特定的外界溫度時(shí)正向電流可以增加。LED的光輸出隨著芯片結(jié)點(diǎn)溫度的升高而下降。上述情況主要發(fā)生在紅色和黃色LED，白色LED則與溫度關(guān)系較小。光照效率和正向電流保持同步增長(zhǎng)，不過(guò)，安裝在結(jié)層和環(huán)境之間的LED所具備的高熱阻率可以降低乃至逆轉(zhuǎn)這種作用，這是因?yàn)殡S著結(jié)點(diǎn)溫度的上升，發(fā)射光會(huì)降低。

　　此外，當(dāng)結(jié)點(diǎn)溫度上升且LED正向電壓與溫度保持同步增長(zhǎng)時(shí)，發(fā)射光的主波長(zhǎng)會(huì)以+0.1 nm / K的典型速率增長(zhǎng)。各種白光LED驅(qū)動(dòng)電路特性評(píng)比 1996年，日亞化學(xué)的中村氏發(fā)現(xiàn)藍(lán)光LED之后，白光LED就被視為照明光源最具發(fā)展?jié)摿Φ慕M件，因此，有關(guān)白光LED性能的改善與商品化應(yīng)用，立即成為各國(guó)研究的焦點(diǎn)。目前，白光LED已經(jīng)分別應(yīng)用于公共場(chǎng)所的步道燈、汽車(chē)照明、交通號(hào)志、可攜式電子產(chǎn)品、液晶顯示器等領(lǐng)域。由于白光LED還具備豐富的三原色色溫與高發(fā)光效率的特性，一般認(rèn)為非常適用于液晶顯示器的背光照明光源，因此，各廠商陸續(xù)推出白光LED專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)電路與相關(guān)組件。鑒于此，本文就 LED專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)電路的特性與今后的發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。 1 定電流驅(qū)動(dòng)的理由

　　1.1 白光LED的光度以順向電流規(guī)范

　　白光LED的順向電壓通常被規(guī)范成20mA時(shí)，最小為3.0V，最大為4.0V，也就是若單純施加一定的順向電壓時(shí)，順向電流會(huì)作大范圍的變化。

　　圖1是從A、B兩家LED企業(yè)的產(chǎn)品中隨機(jī)取三種白光LED樣品進(jìn)行順向電壓與順向電流特性檢測(cè)的結(jié)果。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示，若利用3.4V順向電壓驅(qū)動(dòng)上述六種白光LED時(shí)，順向電流會(huì)在10~44mA范圍內(nèi)大幅變動(dòng)。表1為白光LED的電氣與光學(xué)特性。

　　由于白光LED的光度與色度是以定電流方式量測(cè)的，所以，為獲得預(yù)期的亮度與色度，通常是用定電流驅(qū)動(dòng)。

　　表2為光學(xué)坐標(biāo)的等級(jí)（rank）（IF=25mA，Ta=250C）。

　　1.2 避免順向電流超越容許電流值

　　為確保白光LED的可靠性，基本上就是需要設(shè)法避免順向電流超過(guò)白光LED的絕對(duì)最大設(shè)計(jì)值（定格值）。

　　圖2中，白光LED的定格最大順向電流為30mA，隨著周?chē)鷾囟鹊纳仙?，容許順向電流則持續(xù)衰減，如果周?chē)鷾囟葹?0℃，通常順向電流就不能超過(guò)20mA。此外，利用定電壓的驅(qū)動(dòng)方式不易控制流入LED的電流值，因此就無(wú)法維持LED的可靠性。

　　2 白光LED的驅(qū)動(dòng)方法

　　圖3是驅(qū)動(dòng)白光LED常用的四種電源電路；圖4是上述六種隨機(jī)取樣白光LED穩(wěn)定后的ReguLation精度特性。

　　圖4的測(cè)試結(jié)果顯示，ReguLator的負(fù)載特性出現(xiàn)在白光LED的VF角落上，即圖中的交叉點(diǎn)就是各白光LED的穩(wěn)定動(dòng)作點(diǎn)。