低成本LED恒流源方案-華巨電子
低成本LED溫度變化恒流源解決方案
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用熱敏電阻解決LED因溫度變化而不能恒流的方案,不能解決供電電壓變化引起的LED電流變化,僅對(duì)LED電壓比較恒定的情況下有效,供電電壓波動(dòng)10%以內(nèi),比如220Vac(200Vac~240Vac),直流電電源4.5Vdc(4.0~5.0Vdc),超過這個(gè)電壓波動(dòng)范圍,要采用穩(wěn)壓措施.
1、WMZD系列LED溫度補(bǔ)償過流保護(hù)熱敏電阻
WMZD系列專門為L(zhǎng)ED照明做溫度補(bǔ)償?shù)碾娮?是專門針對(duì)LED照明出現(xiàn)的由于溫度引起的LED PN結(jié)電壓VF下降,即-2mV/℃,稱為PN結(jié)的負(fù)溫效應(yīng).該特性在發(fā)光應(yīng)用上是個(gè)致命的缺陷,直接影響到LED器件的發(fā)光效率、發(fā)光亮度、發(fā)光色度.比如,常溫25℃時(shí)LED最佳工作電流20mA,當(dāng)環(huán)境溫度升高到85℃時(shí),PN結(jié)電壓VF下降,工作電流急劇增加到35mA~37mA,此時(shí)電流的增加并不會(huì)產(chǎn)生亮度的增加,稱為亮度飽和.更為嚴(yán)重的是,溫度的上升,引起光譜波長(zhǎng)的偏移,造成色差.如長(zhǎng)時(shí)工作在此高溫區(qū)還將引起器件老化,發(fā)光亮度逐步衰減.同樣,當(dāng)環(huán)境溫度下降至-40℃時(shí),結(jié)電壓VF上升,最佳工作電流將從20mA減小到8mA~10mA,發(fā)光亮度也隨電流的減少而降低,達(dá)不到應(yīng)用場(chǎng)所所需的照度.
為了避免上述特性帶來的不足,一般在LED燈的相關(guān)產(chǎn)品上,通常采用如下措施:1.將LED裝在散熱板上,或風(fēng)機(jī)風(fēng)冷降溫.2.LED采用恒流源的供電方式,不因LED隨溫度上升引起使回生電流增加,防止PN結(jié)惡性升溫.或這兩種方法并用.實(shí)踐證明,這兩種方法用于大功率LED燈(如廣告背景燈、街燈).確實(shí)是行之有效的措施.但當(dāng)LED燈進(jìn)入尋常百姓家就碰到如下問題了:散熱板和風(fēng)冷能否集成在一個(gè)普通燈頭的空間內(nèi);采用集成電路或諸多元器件組成的恒流源電路,它的壽命不取于LED,而取決整個(gè)系統(tǒng)的某塊“短板”;有沒有吸引眼球的價(jià)格.用熱敏電阻補(bǔ)償法來解決LED恒流源問題,既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用.
我公司生產(chǎn)了一種具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻與負(fù)溫度特性的LED串聯(lián),組成一個(gè)溫度系數(shù)極小的電阻型負(fù)載.一旦工作電壓確定后,串聯(lián)回路中的電流,將不會(huì)隨溫度變化而變化.通俗地說,當(dāng)LED隨溫度升高電流增加時(shí),熱敏電阻也隨溫度下降電阻變小,阻止了回路電流的減少.如果匹配得當(dāng),當(dāng)環(huán)境溫度在-40℃~85℃范圍內(nèi)變化,見圖1.
2:應(yīng)用:
從圖1可見,采用熱敏電阻溫度補(bǔ)償方法與采用集成電路等元件組成的恒源相比,熱敏電阻溫度補(bǔ)償法只用1個(gè)熱敏電阻元件就可解決LED恒流源問題,其價(jià)格、體積、壽命等優(yōu)勢(shì)不言而喻.我們采用的這種正溫度熱敏電阻WMZD,專為L(zhǎng)ED應(yīng)用而研制的,其常用規(guī)格見表1,下面介紹一下該熱敏電阻的應(yīng)用特性.
20mA LED恒流源WMZD5A20的應(yīng)用
我們可以用1只WMZD5A20與5只LED(20mA)串聯(lián)組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元,它的LED恒流源電流20mA,工作電壓U=3V+5×3.4V=20.0V.3V是WMZD5A20電阻壓降,3.4V是LED的正向?qū)妷?或2.8V~4.2V),它的恒流特性見圖1中的電流曲線II.
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