大功率LED驱动电源优势

发表于 : 2022-07-12 来源:崧盛电源

大功率 LED 照明的优势


通常所说的大功率 LED 是指需要较大电流驱动的 LED。普通 LED 功率一般为零点几瓦、工作电流为几十毫安,但是大功率的 LED 功率高达几瓦甚至十瓦,而驱动电流从数十毫安到数百毫安。LED 照明灯以其独特的优点:寿命长、节约能源、亮度高,广受人们的青睐。大功率 LED 照明有如下优势:


• 简化设计


相同功率需求下,相比小功率 LED 芯片而言,大功率 LED 不需要太多路的精确恒流来满足驱动电流,在电源设计输出上可实现简化。


• 节省灯具空间


为了满足一定功率的照明情况下,大功率 LED 灯珠需求较少,灯具设计空间需求少,设计也更加灵活。


• 容易实现较小光衰


大功率 LED 灯珠在实际生产中更容易把握光衰控制,从而进一步提高光效。


此外,大功率 LED 还具有方向性好,寿命长等优点。


但是,大功率 LED 同样有其自身的缺点,尤其是散热问题。因为热量的相对集中,导致散热存在困难,过高的温度同样会给光源带来损害。随着散热技术的不断研究发展,大功率 LED 将得到进一步的推广。


LED 光源的特性


LED 光源的结构主要由 PN 结芯片、正负电极和光学系统三个部分组成,在LED 两电极上加正向偏压之后,使空穴和电子分别注入 N 区和 P 区,多数载流子与非平衡的少数载流子进行复合,复合之后多出来的那部分能量就转化为光子,并辐射出去。LED 的特性主要有电学特性、光学特性和热学特性,LED 的电学特性和热学特性如下。


• 电学特性


为了展现 LED 的电学特性,通常采用 LED 的 PN 结 I-V 特性曲线来表征。LED 的 I-V 特性具有非线性、单向导电性,即外加正电压时表现为低电阻,外加反方向电压时表现为高电阻特性。


• 热学特性


LED 的工作特性比较敏感,容易受到 PN 结温度的影响,通常情况下,工作电流 IF>20 mA 时, LED光源的温升就会比较明显。 LED 发光芯片特性受温度影响大,当环境温度较高的时候, LED 光波的主波长就会向长波长方向漂移, LED 的结温升高 10℃ 的波长漂移大小约为 1 nm,且发光的均匀性变差而造成光衰增强,影响光源的质量和寿命。对于 LED 灯具设计较小,灯珠排列比较紧密的照明光源尤其要注意散热的问题,努力做到良好的通风和及时的散热,确保 LED 能够长期稳定的工作。



大功率 LED 驱动电源的考虑


随着 LED 的应用功率由小到大,单颗 LED 功率也呈现大功率趋势,如今所说的大功率 LED,其单颗灯珠功率往往是指不低于 1W 的 LED,随着工艺的改进,功率 10W 以内的 LED 灯珠都较为常见,且工作电流也逐渐增大(300mA~1.4A),出光效率达到 60~1201m/W 甚至更高。


LED 的电气特性使得 LED 工作电流的大小关系到 LED 光波的波长及发光的亮度,大于额定电流的时候容易导致 LED 的光衰,而电流太小又会导致发光强度不够,因此为 LED 提供稳定不变的工作电流,一方面可以提高可靠性,另一方面满足照度需求和确保每个 LED 亮度一致、色度均匀。驱动大功率 LED 还需面对一些难题,如功率因素的校正和提高、升压或降压变换、能量转换等问题。


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