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LED光源正向电流调节缺点

LED光源正向电流调节缺点

点击数:7774 次   录入时间:03-04 11:46:43   整理:http://www.55dianzi.com   节能灯/照明/彩灯

  (1)会出现LED色谱偏移现象
  
  在通过调节正向电流改变LED亮度时,也会改变LED的光谱和色温。因为目前所用的白光LED大多采用蓝光LED激发黄色荧光粉发光方式,当正向电流减小时,蓝光LED亮度增加而黄色荧光粉的厚度并没有按比例减薄,从而使其发出的光的光谱的主波长增长。主波长和正向电流的关系如下图所示。

主波长和正向电流的关系

  当正向电流为350mA时,主波长为545.8nm;当正向电流减小为200mA时,主波长为548.6nm;当正向电流减小为100mA时,主波长为550.2nm。
  
  另外,正向电流的改变也会引起色温的变化。白光LED的色温和正向电流的关系如下图所示。当正向电流为350mA时,色温为5734K,而正向电流增加到350mA时,色温就偏移到5636K;电流再进一步减小时,色温会向暖色变化。

LED的色温和正向电流的关系

  当然上述问题在一般的实际照明中可能不算是一个大问题,但是在采用RGB的LED系统中或液晶彩电的LED背光源中,彩色的偏移就算是一个大问题,因为人眼对彩色的偏差十分敏感。
  
  (2)可能导致LED恒流驱动电路无法正常工作
  
  LED光源通常采用DC-DC恒流驱动。恒流驱动电路通常分为升压型、降压型和升降压型三大类。由于升降压型效率低、价钱贵,实际中很少采用。究竟采用升压型还是降压型由电源电压和LED负载电压之间的关系决定。假如电源电压低于负载电压就采用升压型;若电源电压高于负载电压就采用降压型。
  
  LED的正向电压是由其正向电流决定的。LED的伏安特性曲线如下图所示,正向电流的变化必然会引起正向电压的相应变化,确切地说,正向电流的减小也会引起正向电压的减小。在调低LED的正向电流时,从图6可知,LED的正向电压也就跟着降低,这就会改变电源电压和负载电压之间的关系。

LED的伏安特性曲线

  例如:在一个输入电压为24V的LED光源中,采用8颗1W的大功率LED串联。在正向电流为350mA时,每个LED的正向电压是3.3V,那么8颗串联后的总电压就是26.4V,比输入电压高,所以这时应该采用升压型恒流源。若调光时,把电流降到100mA,此时每只LED的正向电压只有2.8V、8颗LED串联后总电压为22.4V,负载电压低于电源电压,应该采用降压型恒流源。这样一来,原配的升压型恒流源就根本无法正常工作,会出现LED闪烁现象。
  
  提示:对于采用升压型恒流驱动电路而言,若采用正向电流调光方式,当调低LED亮度使LED负载电压低于电源电压时,会出现LED亮度闪烁现象。
  
  若采用降压型恒流驱动,如果将LED的正向电流调得非常低,LED的负载电压也将变得很低,这时在驱动电路两端的压降比非常大,很容易超出该驱动电路的正常工作范围,使之无法正常工作,从而出现LED亮度闪烁现象。
  
  值得一提的是,虽然调低LED光源亮度降低了恒流源的输出功率,但会引起降压型恒流源的功耗加大、温升增高,其原因如下:在降低LED正向电流时,LED灯组的总正向电压降低会使降压比降低,而降压型恒流源的效率与降压比有关,降压比越大,效率越低,损耗在芯片上的功耗越大。
  
  SLM2842J的效率和降压比的关系曲线如下图所示,输入电压为35V,输出电流为2A,当输出电压为工作效率输入电压为35V、输出电流为2A30V时,效率可以高达97.8%;当输出电压降低到20V时,效率就降为96%;当输出电压降低为10V时,效率就降低为92%。在上述三种情况下,尽管其输出功率依次为60W、40W和20W,但是其损耗功率却依次为1.2W、1.6W和1.6W,后两种情况的功耗增大了33%。假如恒流模块的散热系统设计为临界状态,增加33%的耗散功率就有可能会使芯片的结温升高,以致发生过温保护而无法工作,严重时还可能导致芯片烧毁。

SLM2842J的效率和降压比的关系曲线

  提示:对于采用降压型恒流驱动电路而言,若采用正向电流调光方式,让LED长时间工作于低亮度状态,会使降压型恒流驱动电路效率降低,温升增高,故障率增加。
  
  (3)无法得到精确的调光效果
  
  由于LED的正向电流和发光强度并不是真正的正比例关系,并且不同的LED会有不同的正向电流和光强输出关系曲线,所以采用正向电流调节方式很难实现精确的光强输出控制。




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