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结温保护的LED驱动设计方案

来源:网络整理 发布时间:2018-07-09

摘要: 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。

  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。

  

LED的伏安特性

 LED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。

  

伏安特性的温度特性


  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:

  

LED光源电路连接图


LED光源电路连接图

  确定正向电压与结温的关系的试验步骤为:1)将光源置入恒温箱中;2)设置恒温箱的温度;3)待恒温箱内温度充分平衡稳定后,在光源两端接入恒流源;4)迅速测量光源的正向电压并记录;5)重复上述步骤1)~(4),恒温箱温度由低到高,测得多点数据。

  按上述步骤,对12W筒灯光源进行三次测量,数据如下:

  LED正向压降与结温的测量数据

  

LED正向压降与结温的测量数据


  由表1可以看出,测量数据的一致性和规律性很明显。

  

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