一款基于结温保护的LED驱动设计

2019-12-26      813 次浏览

随着LED外延材料、芯片工艺及封装技术的进步,LED的发光效率不断提高,这使得LED光源代替传统光源成为可能。理论上说,LED具有寿命长、效率高等优点,但在一些实际应用中却给人留下了光衰大、寿命短的印象,这大大影响了半导体照明的普及和推广。究其原因,主要是LED的驱动电源问题。


LED寿命长、效率高是有前提的,即适宜的工作条件。其中影响寿命和发光效率的主要因素是LED的工作结温。从主流LED厂家提供的测试数据表明,LED的发光效率与结温几乎成反比,寿命随着结温升高近乎以指数规律降低。因此,将结温控制在一定范围是确保LED寿命和发光效率的关键。而将结温控制在一定范围的手段除散热措施外,将结温纳入驱动电源的控制参数是十分必要的。


LED结温的检测


LED的结温是指PN结的温度,实际测量LED的结温比较困难,但是可以根据LED的温度特性间接测量。LED的伏安特性和普通的二极管相似。用于白光照明的蓝光LED典型的伏安特性如图1所示。


图1LED的伏安特性


LED的伏安特性和其它二极管一样具有负温度系数的特点,即在结温升高时I/V曲线出现左移现象,如下图所示。


图2伏安特性的温度特性


一般LED的结温每升高1°C,I/V曲线会向左平移1.5~4mV,假如所加的电压为恒定,那么显然电流会增加,电流增加只会使它的结温升得更高,甚至导致恶性循环。所以,目前LED驱动电源一般设计为恒流供电。


根据I/V曲线随结温升高左移的规律,在恒流供电的情况下,测量LED的正向电压就可以推算LED结温。


在实际应用中,往往不需要确定LED结温的特别精确的数值,此时可以用试验的方法确定整体灯具LED光源结温的估算数值。以一个12W筒灯为例,光源部分由4并6串中功率LED组成,其电路连接形式如下:


图3LED光源电路连接图


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