发布时间 : 星期四 文章简单有效的LED日光灯恒流源用热敏电阻补偿法解决LED的恒流源更新完毕开始阅读
简单有效的LED日光灯恒流源 （用热敏电阻补偿法解决LED的恒流源）
LED用于日常照明的众多优点，本文不再累述。众所周知，LED的PN结正向导通后，结电压VF随环境温度上升而下降，即：-2mv/℃，称PN结的负温度效应，利用该特性可制成温度传感器，但该特性在发光应用上却是致命的缺陷，直接影响它的发光寿命，发光亮度、发光色度。比如，常温25℃时，选择LED最佳工作电流20mA，当环境温度升到85℃，结电压VF下降,工作电流急剧增加到35~37mA，見图一中电流曲线I
LED电流曲线Ⅰ，Ⅱ对比图电流mA39373533312927252321191715131197-45-35-25-15-5LED电流Ⅰ mALED+R电流Ⅱ mA5152535455565758595温度
图一
此时电流的增加已不会产生亮度的增加，称亮度饱和，温度的上升还引起光谱波长的偏移，造成色差。如长时工作此高温区还将引起器件老化，发光亮度逐步降低，通称光衰。同样，当环境温度下降至-40℃时，结电压VF上升，最佳工作电流将从20mA减小8~10mA.，
发光亮度也随电流的减少而降低，达不场所照明所需的照度。
为了避免上述特性带来的不足，在LED的相关产品上，通常采用如下措施。1、将LED装在散热板上，或风机风冷降温。2、LED采用恒流源的供电方式，不因LED随温度上升引起电流增加，防止PN结恶性升温。以上两种方法是行之有效的措施。但当LED灯要想进入寻常百姓家就碰到如下问题：1、散热板，风冷能集约在一个普通灯头的空间内吗？2、采用集成电路或诸多元器件组成的恒流源电路，它的寿命不取决LED，而取决整个系统的某块“短板”，3、与节能荧光灯比较，有没有吸引眼球的价格,买得起是个硬道理。
笔者另辟蹊径，采用具有正温度系数的热敏电阻(+2mV/℃)与负温度特性的LED(-2mV/℃)串联，互补成一个温度系数极小电阻型负载。一旦工作电压确定后，串联回路中的电流，将不会随温度变化而变化，通俗地讲，当LED随温度升高电流增加时，热敏电阻也随温度升高电阻变大，阻止了回路电流上升，当LED随温度下降电流减小时，热敏电阻也随温度下降电阻变小，阻止了回路电流的减少，如匹配得当，当环境温度在-40℃-85℃范围内变化时，LED的最佳工作电流不会明显变化，见图一电流曲线Ⅱ。
从图一可见，采用热敏电阻温度补偿方法与集成电路等元件组成的恒流源相比，有着异曲同工之处，但只用一种元件,就解决了LED的恒流需求，其价格、体积、寿命等优势不言而喻。
正温度热敏电阻MZD-45A20，是常州市发达电子有限公司新近专为LED应用研制，它采用交流110V, 220V电源,支持45颗LED以
上的设计,组合.功率因数接近1,效率达到90%以上(电阻消耗功率仅占10%以下).广泛应用于LED球灯,顶灯,灯串,庭院灯,日光灯. 110V交流供电
RLED110VACC
C : 4.7μF/400V R: 45A20 LED: 20mA/3.0V
交流110V电源经桥式整流,滤波,直流输出145V. 热敏电阻R选45A20, LED选20mA/3.0V ,45只串联.
计算串联后的工作电压＝热敏电阻45A20压降+LED/VF×45＝10V+3.0V×45＝145V.
工作电压与电源直流输出电压相同.当环境温度在-40-℃-+70℃变化时,LED电流始终恒流在19--21mA之间.如VF值的离散性而引起电流偏离较大,可增减LED个数.达到设计值.
如LED选20mA/3.3V,宜用40只串联,计算工作电压＝10V+3.3V×40＝142V,与电源直流输出电压基本相同,当环境温度在-40-℃-+70℃变化时LED电流始终恒流在19--21mA之间.
重要提示,本电路因供电电压的波动,会引LED的电流变化,如电压波动在10% 以内时,无需考虑稳压措施.
220V交流供电
LED220VACRC
C : 4.7μF/400V R: 45A20 LED: 20mA/3.0V 交流220V电源经桥式整流,滤波,直流输出290V.
热敏电阻R选45A20,2只串联, LED选20mA/3.0V ,90只串联. 计算串联后的工作电压＝热敏电阻45A20压降×2+LED/VF×90＝10V×2+3.0V×90＝290V.
工作电压与电源直流输出电压相同.当环境温度在-40-℃-+70℃变化时,LED电流始终恒流在19--21mA之间. 如VF值的离散性而引起电流偏离较大,可增减LED个数.达到设计值.
如LED选20mA/3.3V,宜用80只串联,计算工作电压＝10V×2+3.3V×80＝284V,与电源直流输出电压基本相同,当环境温度在-40-℃-+70℃变化时,LED电流始终恒流在19--21mA之间.
重要提示,本电路因供电电压的波动,会引LED的电流变化,如电压波动在10% 以内时,无需考虑稳压措施.
国家电力标准对供电电网的电压波动有以下规定:A级≤±5%.B
级≤±7%.,电压最大瞬变应小于或等于额定电压的8％～10％，并在100～200ms内稳定。如本地区电网能达到该标准,就不会对LED造成损坏.
220V多路LED灯的应用电路
RLED220VACCn路
C : 10μF/400V R: 45A20 LED: 20mA/3.0V C的电容值大小取决于LED并联路数的多少,可选10—20μF
采用热敏电阻补偿法的LED恒流源，具有电路简单，组合方便，适用各种需求，它检测方法更为简单、直观，用一只电流表串在回路中，在常温25℃左右调试好工作电流20mA做好记录，在低温区-30℃记下电流值，在高温区70℃记下电流值，三点温度对比，一般电流误差值在10％内，均合格，用温度表、冰箱、暖风机或电吹风便可对制作好的LED灯出检验结论。
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