給LED燈珠配限流電阻應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
出處:四重奏6028217 發(fā)布于:2018-09-12 15:30:59
為避免出現(xiàn)這種情況,人們給LED燈珠配備了恒流電源。但在很多情況下也可以采用更為廉價(jià)快捷的“限流電阻”來(lái)解決問(wèn)題。但限流電阻的使用是有一定前提條件的,否則起不到保護(hù)LED燈珠的作用。下面是一個(gè)LED燈珠電流和電壓關(guān)糸的坐標(biāo)圖
一.在220v交流電路中用LED做指示燈
這里典型的應(yīng)用是在開(kāi)關(guān)或插座里作電源指示。由于不需要很亮,所以用零點(diǎn)幾至幾個(gè)mA的電流就夠用了。比如用500KΩ的限流電阻,(上述公式中的U3和U1相比完全可忽略不計(jì))即:220v/500KΩ=0.44mA。
這里電流之所以選的很小還基于兩點(diǎn)考慮:①要防止LED被燒毀。因?yàn)長(zhǎng)ED的反向耐壓很低,所以在交流電負(fù)半周會(huì)像穩(wěn)壓管一樣,呈“軟”擊穿狀態(tài)。當(dāng)反向電壓增至ⅤR時(shí),lR開(kāi)始急劇增加。以上述500KΩ(一般情況下不小于220KΩ)限流電阻為例,電流增至0.44mA就不會(huì)再增加了。當(dāng)交流電位于正半周時(shí),反向電壓消失,LED又恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài);如果改用50KΩ限流電阻,盡管LED的正向電流只有4.4mA,但對(duì)于反向來(lái)說(shuō)已經(jīng)很大了。如此大的反向電流會(huì)形成不可逆的“熱擊穿”即:性擊穿。這也和超負(fù)荷使用穩(wěn)壓二極管的原理和后果是一樣的。②是避免限流電阻功耗過(guò)大。限流電阻的功耗可根據(jù)公式P=l?R求得,即0.44mA?ⅹ500KΩ=0.1W。
盡管限流電阻的功耗是LED的一百多倍,但區(qū)區(qū)0.1w還是可以被接受的。還有就是,由于U2遠(yuǎn)大于U3,因此在U3位置采用仼何型號(hào)的LED,總電流都基本不會(huì)發(fā)生變化,真正實(shí)現(xiàn)了“恒流”。因此也可以說(shuō)這才是限流電阻的工作狀態(tài)。
如果想把電流提升至幾個(gè)mA,那就必須在LED上反向并聯(lián)一個(gè)整流二極管,為交流電負(fù)半周提供通路,以硧保LED安全。當(dāng)然限流電阻的功率和阻值也要作出相應(yīng)調(diào)整。
二.在低壓直流電路中做指示燈
如果需要限流電阻發(fā)揮較好的作用,就要盡可能提高U2的電壓。但由于用做指示燈的LED電流較小發(fā)熱有限,U1的總電壓5v就足夠用了。比如用ⅤF值2v的紅色LED作指示燈,按上述公式:(5v-2ⅴ)/2mA=1.5KΩ,電阻功耗=2mA?x1.5KΩ≈0.01w。由于電壓低,限流電阻功率余量較大,因此也可讓LED工作在較大電流狀態(tài),但一般以不超10mA為宜。
三.為照明光源配置限流電阻
既然用于照明,LED就一定要工作在大電流狀態(tài)。我們先以用于輔助照明的12vLED燈條為例做一簡(jiǎn)單分析:
給LED燈珠配限流電阻應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
這種燈條的5050燈珠ⅤF≈3.1V,內(nèi)部用了3個(gè)小功率芯片并聯(lián),總電流不超過(guò)60mA。限流電阻50Ω。計(jì)萛一下電流:
12Ⅴ-3.1Ⅴx3/50Ω=54mA,已經(jīng)接近芯片的電流。從電壓分配來(lái)看U2和U3之比約為1/3,這個(gè)比值決定著限流電阻對(duì)電流的掌控能力。雖未達(dá)到1:1,但和ⅤF區(qū)域內(nèi)的伏安曲線還是很接近的。
假設(shè)U1降至10v那么U2和U3比值將不足1/9,R的限流作用就非常有限了。反之把LED減至2顆,限流電阻改為100Ω,雖然能很好的發(fā)揮限流作用,但電源利用率又太低了。因此這是一個(gè)照顧“多方利益”的折中方案。既可讓LED工作在功率點(diǎn)附近,又盡可能讓U2獲取較大的動(dòng)態(tài)范圍。
限流電阻在照明領(lǐng)域的應(yīng)用,一般來(lái)說(shuō)到此為止。因?yàn)殡S光源功率的增加和工作溫度的大幅變化,很難找到合適的限流電阻了。
因?yàn)橛?jì)萛限流電阻離不開(kāi)LED的ⅤF值。但我們平時(shí)看到的ⅤF值,是廠家在25℃時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)。用作照明的大功率LED燈珠,工作溫度都比較高。當(dāng)芯片溫度上升至80℃時(shí),電流會(huì)增加1倍左右。而且隨著時(shí)間推移,還有可能繼續(xù)升高。如此寬泛且不穩(wěn)定的內(nèi)阻變化,使得限流電阻的配置無(wú)所適從。
當(dāng)然可以用提高U1(電源電壓)、加大R阻值的辦法來(lái)限流,但這只能用作微功耗的指示燈,在用作照明時(shí)除了效率低以外,在燈具內(nèi)放置一個(gè)數(shù)十瓦功耗的限流電阻,顯然也是行不通的。
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