WMZD热敏电阻在LED恒流源中的应用资料

WMＺＤ热敏电阻在LＥD恒流源中的应用资料华巨公司新研发LEＤ温度补偿用热敏电阻解决LED因温度变化而不能恒流的方案，使用本方案沟通、直流电源均可，本方案不能解决供电电压变化引起的LＥＤ电流变化，仅对电源电压比较恒定的情况下有效，电压波动范围不能超过1０％。如果电压波动超过1０％应实行相应的稳压措施。比如２2０Ｖac（２０0Ｖａc~２40Vac），(沟通电源只需要整流，不需要滤波）直流电电源４.5Vdｃ（4.0~５.0Vdc），超过这个电压波动范围，要采纳稳压措施。与一般ＬED恒流源相比，该标准单元有不怕负载开路的优点,也不怕负载短路，当短接5个LEＤ后,回路电流急剧上升，引起ＷMＺＤ温升，WMＺD阻值飞快增大，可有效阻止电流连续上升。经过反复实验后发现，负载短路后，短路电流可由１3０mA飞快下降到６0ｍA的稳定值，如在电源的允许范围内,不会损坏电源。ＬＥＤ一、什么是LED？LEＤ(ＬigｈtＥｍitｔiｎｇＤｉoｄｅ），又称发光二极管,它们利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子放射产生可见光。二、LEＤ有哪些优点?★高效节能一千小时仅耗几度电(一般60W白炽灯十七小时耗1度电，一般1０Ｗ节能灯一百小时耗1度电)。★超长寿命半导体芯片发光,无灯丝，无玻璃泡，不怕震动,不易破裂，使用寿命可达五万小时（一般白炽灯使用寿命仅有一千小时,一般节能灯使用寿命也只有八千小时）.★光线健康光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射（一般灯光线中含有紫外线和红外线).★绿色环保不含汞和氙等有害元素,利于回收和利用,而且不会产生电磁干扰(一般灯管中含有汞和铅等元素,节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰）。★保护视力直流驱动,无频闪(一般灯都是沟通驱动，就必定产生频闪）。★光效率高，发热小:90%的电能转化为可见光(一般白炽灯８0%的电能转化为热能,仅有２0%电能转化为光能)。★平安系数高所需电压、电流较小,发热较小,不产生平安隐患，可用于矿场等危险场所。★市场潜力大低压、直流供电,电池、太阳能供电即可，可用于边远山区及野外照明等缺电、少电场所.三、权威猜测半导体照明将在将来5-10年内取代现有传统光源。”将来白光LED将更加廉价,市场总体容量将快速增长.＂许志鹏乐观地指出，据美国能源部猜测，20１０年前后，美国将有5５％的白炽灯和荧光灯被ＬＥD替代，可能形成一个５00亿美元的大产业。而日本提出,LED将在今年大规模替代传统白炽灯。日、美、欧、韩等国均已正式启动LED照明战略计划。美国能源部猜测，到20１0年前后，美国将有5５％的白炽灯和荧光灯将被嵌在芯片上的发光体－—－半导体灯替代。日本计划到2００8年用这种半导体灯替代50%的传统照明灯具。科学家测量发现,在同样亮度下,LED的电能消耗仅为白炽灯的１／１0,寿命则是白炽灯的100倍。由于LＥＤ具有节能、环保、寿命长、体积小等优点，专家们称其为人类照明史上继白炽灯和荧光灯之后的又一次飞跃.依据美国能源部（ＤOE)的估计,传统照明器件的彻底更新换代将在２010年开头启动,然而很多ＬED供应商都盼望将这个启动时间再提前一到两年。四、继澳大利亚欧盟欲让白炽灯两年内"下课＂2007-3－16２0０７年３月９日，在英国伦敦街头，成串的彩灯闪烁。刚刚结束的欧盟首脑会议通过了一系列旨在提高能效的措施.9日结束的欧盟春季首脑会议已经达成协议，两年内欧洲各国将逐步用节能荧光灯取代能耗高的老式白炽灯泡，以削减温室气体排放。在这之前,澳大利亚已领先通过停止使用白炽光灯泡法令。五、LＥD照明产值将超千亿美元同方正发力同方股份副总裁兼董秘孙岷近日向记者透露，公司的高亮度ＬED照明项目已基本实现产业化，目前已经有20条生产线投产,其产业化技术达到世界先进水平，规划20０８年年底生产线将达到50条，形成绿色照明的规模化效应。估计我国2０08年应用市场规模将达54０亿元，到2０10年,中国半导体照明及相关产业产值将超过100０亿美元的规模，其中高亮度芯片国内增长率将高达10０％。六、首尔半导体期望能取得全球照明市场之中1，0００亿美元的份额。韩国首尔半导体公司现正计划用ＬEＤ取代传统的照明灯，目前Acricｈe６０流明/瓦特的亮度在2０07年第四季提升五成至80流明／瓦特,而每一模组为250流明；在2008年第四季达至12０流明／瓦特，而每一模组为4０0流明，期望能取得全球照明市场之中１，00０亿美元的份额。七、澳大利亚与新西兰将领先停止使用白炽光灯泡澳大利亚政府最近宣布,为了削减温室气体的排放量,澳大利亚将禁止除医疗用以外的白炽灯的使用。据此，到２01２年时澳大利亚将削减4００万吨温室气体的排放。而据2007年2月21日《ＴheDominionPost》报道,新西兰能源部长DａvidPａrker建议参照澳大利亚的做法，新西兰也应在将来两到三年内禁止使用一般白炽光灯泡,用节能环保的荧光灯泡（ＦlorｅｓｃｅnｔEcｏＢulｂ）取代.澳大利亚环境部长MａlcolmTurnbuｌl说,澳大利亚2010年将推行新的民用照明标准，通过新标准的实施,２012年可削减温室气体排放４0０万吨。据悉，这种新型荧光灯泡主要从中国进口。八、为什么首选楼道灯来应用LＥD1，目前比较而言，ＬED的售价还较高，楼道灯是共用设施,共同担当大家就能接受。2,楼道灯现在普遍是使用白炽灯,若换用LED灯，节电的效果就格外明显。3，楼道灯在白天是熄灭的。晚上就频繁的启动或关断.不要说是节能灯，就是白炽灯都会很快的玩完。但是LED灯却是不怕,由于它的发光机理与白炽灯和节能灯都不同，就恰恰格外的适应在高速的开关工作状态,肯定不会由于是这个缘由而损坏。4,LＥＤ灯的寿命很长,就免除了楼道灯常常需要维修的尴尬状况.５，楼道灯是物业交电费，投入是一次性的,节省８0％的电费是长期的，物业部门最合算。九、ＬＥD灯能直接替换现在的楼道灯吗？不能。由于现在大家使用的楼道灯是白炽灯,根本就无法用LＥD灯或节能灯去替换，所以如果要换用LED灯就必须也要同时换用声光控开关。现在有专用的一体化的LEＤ声光控楼道灯，直接就使用２20V的市电，格外便利使用。我们将强烈建议楼道灯的使用电压用直流的24V，其好处和缘由我们会另文介绍.随着技术进展和成本的降低,ＬED灯取代节能灯也就成为必定的了。十、LＥＤ驱动电源的分类及特性1、按驱动方式可分为两大类：（１)恒流式：a、恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在肯定范围内变化,负载阻值小,输出电压就低，负载阻值越大，输出电压也就越高;b、恒流电路不怕负载短路,但严禁负载完全开路。ｃ、恒流驱动电路驱动ＬＥD是较为抱负的，但相对而言价格较高。ｄ、应注意所使用最大承受电流及电压值，它限制了LＥＤ的使用数量；（2)稳压式：a、当稳压电路中的各项参数确定以后,输出的电压是固定的,而输出的电流却随着负载的增减而变化；b、稳压电路不怕负载开路,但严禁负载完全短路。ｃ、以稳压驱动电路驱动LＥＤ，每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均;d、亮度会受整流而来的电压变化影响.２、按电路结构方式分类（1)电阻、电容降压方式：通过电容降压，在闪动使用时,由于充放电的作用，通过LED的瞬间电流极大,容易损坏芯片。易受电网电压波动的影响，电源效率低、牢靠性低。（2）电阻降压方式:通过电阻降压,受电网电压变化的干扰较大,不容易做成稳压电源,降压电阻要消耗很大部分的能量，所以这种供电方式电源效率很低,而且系统的牢靠也较低.（3)常规变压器降压方式:电源体积小、重量偏重、电源效率也很低、一般只有4５%～６0％，所以一般很少用,牢靠性不高。（4)电子变压器降压方式:电源效率较低，电压范围也不宽,一般1８0～240V,波纹干扰大。（5）ＲＣC降压方式开关电源:稳压范围比较宽、电源效率比较高，一般可以做到70％～80％，应用也较广。由于这种掌握方式的振荡频率是不连续，开关频率不容易掌握，负载电压波纹系数也比较大，特别负载适应性差。（６）PWＭ掌握方式开关电源:主要由四部分组成，输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWＭ稳压掌握部分、开关能量转换部分。PＷM开关稳压的基本工作原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下，掌握电路通过被掌握信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节主电路开关器件导通的脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流稳定（即相应稳压电源或恒流电源)。电源效率极高，一般可以做到８0%~9０％，输出电压、电流稳定。一般这种电路都有完善的保护措施,属高牢靠性电源。从以上介绍可以看出PＷM掌握方式设计的LED电源是比较抱负的LED电源。目前珠海市南宇星电子公司生产的"金兴＂牌LＥD开关电源就是PWM掌握技术的开关电源,该类LED电源经用户使用反映效果很好。LED问题一、刚刚开头起步成本高照明成本不仅涉及灯具的初始成本,还涉及灯具所消耗的能源成本，灯具无法正常工作时更换灯具所需的劳动成本,以及所需灯具更换的平均频率。从这一概念动身就很容易理解，为什么ＬＥＤ光源是白炽灯光源价格的５0倍左右时，ＬEＤ交通信号灯的市场就开头启动,而当达到28倍时,就已形成新兴产业。目前半导体照明主要以光色照明和特殊照明为主，以后将向一般照明扩展。简略来讲，近几年内，半导体照明市场将广泛应用在各种信号灯、景观照明、橱窗照明、建筑照明、广场和街道的美化、家庭装饰照明、公共娱乐场所美化和舞台效果照明等领域。事实上,我们身边已经随处可见它的身影：电脑显示灯、手机按键和屏幕的背光源、汽车尾灯、建筑物灯光、交通信号灯……等等。二、不全都性带来的问题：理论上LED都一样，都是能发光的二极管,而实际上全部LEＤ的电性能都是有差异的，众多的厂家都在抢生产进度、抓数量;每个厂家的生产工艺是不全都的,甚至相差很大，就是同一厂家的不同时间的工艺都是有差异的；生产发光二极管的半导体材料的纯度要求格外高,不同厂家使用的半导体原材料的纯度是有差异的,这就使LＥＤ的发光强度与驱动电流是不完全相同的，或者相差很大,而且耐过电流能力和发热的差异也就自然而然的不同了；由于封装工艺和封装材料的不同,使得整体的散热能力是不一样的，全部的厂家都在讨论和开发新材料，以求解决组合材料的热彭胀与散热的问题。由此不难看出,LED发光二极管在短期内仍存在个体之间的很大的差异，如果每个灯只用一个LED，那是很好掌握的，而且是真正的长寿命,例如电视机、DVD上的电源指示灯就是如此;而当我们用LED制作照明灯具时，就不是用单个的LEＤ，而是用多个,或上百上千个LＥＤ排成阵列接入电路，再者,需要的亮度就不是指示灯所能做到的，而电流大了、小了亮度都要减弱,且会使寿命大打折扣,甚而致于未出厂就坏掉了;因ＬＥＤ的差异性总是存在的，在多个ＬＥD组成的连路中,当有几个坏掉时(通常是短路）,会使电流增大而损坏其他的LED。这就是不全都性带的结果,也是制约其进展的因素之一。三、驱动电路简洁成本高、故障率高a。在电压匹配方面,LEＤ不像一般的白炽灯泡,可以直接连接２20V的沟通市电。LEＤ是2－-３伏的低电压驱动，必必要设计简洁的变换电路，不同用途的LED灯，要配备不同的电源适配器。b．在电流供应方面,LEＤ的正常工作电流在15mＡ－１8ｍＡ，供电电流小于１5mＡ时LED的发光强度不够，而大于2０mA时，发光了强度也会减弱,同时发热大增，老化加快、寿命缩短，当超过40mA时会很快损坏.为了延长LED照明灯的使用寿命,简易电源是不能使用的，而常用集成电路电源、电子变压器、分离元件电源等，但都要设计恒流源电路和恒压源电路供电的方式,大电流驱动时，要配大功率管或可控硅器件,另加保护电路,这样就使ＬＥＤ的电源供应器电路很简洁，故障率增加。元件成本、生产成本、服务成本都将上升.而目前LED本身的成本就高,加上电源的成本，这就大大地限制了市场的竞争力与购买群体，LED照明灯的优势大打折扣，这也是制约其进展与普及的又一关键问题。华巨公司解决方案

LEＤ发光二极管消灭在上个世纪七十年月,仅有红、黄、绿三色,经过几十年科学术的进展、努力，LＥD白光管消灭了,价格也正走近老百姓的口袋，将以节能、长寿、价廉的优势猛烈冲击着统治了照明领域三个世纪的白织灯，LED灯进入千家万户的时代到了。LＥD用于日常照明的众多优点,本文不再累述。众所周知，PＮ结半导体器件正在向导通后,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,直接影响它的发光效率。发光亮度、发光色度。通俗举例,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，见图一，电流曲线Ⅰ，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削减而降低，达不到场所所需的照度。为了避开上述不良现象,一般在LED的相关产品上，通常采纳如下措施。1、将LEＤ装在散热板上，或风机风冷降温.2、LED采纳恒流源的供电方式，不因LＥD随温度上升引起电流增加,防止ＰＮ结恶性升温，或两种方法并用。实践证明,用于大功率ＬEＤ灯（如广告背景灯、街灯），确实是行之有效的措施.但当LED灯进入寻常百姓家就遇到如下问题了:散热板,风冷能否集约在一个一般灯头的空间；采纳集成电路或诸多元器件组成的恒流源电路，它的寿命和牢靠性不取决LED，而取决整个系统的某块“短板"；。与荧光节能灯相比，有没有吸引眼球的价格。华巨电子另辟蹊径,采纳具有正温度系数的热敏电阻与负温度特性的LＥD串联,组成一个温度系数微小电阻型负栽。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,通俗地说,当LＥD随温度上升电流增加时，热敏电阻也随温度上升，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,阻止了回路电流的削减.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。（串入热敏电阻的电流曲线Ⅱ,与没有串入热敏电阻的电流曲线Ⅰ对比图）从图一可以看到，采纳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,但最大的差异是用一种元件就解决了ＬED的恒流问题，其价格、体积、寿命等优势也不言而喻。正温度热敏电阻WMZD，是南京华巨电子有限公司专为ＬED应用研制。常用规格见表一一、WＭZD—A20WMZD－A20在2０mA恒流源中ＷＭＺD-Ａ20在3０mA恒流源中的应用原理由一只ＷMZD-Ａ20与五只LＥＤ(２0mA）串联组成一个标准单元,它的恒流电流2０mA,工作电压Ｕ＝VR＋5×VF=3V+5×3。4V=20。０Ｖ。.３V是WMZD－A20在25℃时的压降,3．4Ｖ是LＥD的正向导通电压VF(或２。8—4.２V）。当环境温度每升1℃时,5只串联的LＥDVF下降2mV×5=１0mＶ；5A20的压降上升1０mＶ，保持了串联回路的总电流不变，它的恒流特性见图一电流曲线Ⅱ。与一般恒流源相比它有不怕负载开路的优点,也不怕负载短路，当短接5个LＥＤ后,回路电流急剧上升，引起ＷMZD温升,WMZＤ阻值飞快增大,有效阻止电流连续上升,反复实验，负载短路后,短路电流由１３0ｍＡ飞快下降到60ｍA的稳定值，如在电源的额定范围内，不会损坏电源。由多个５A２0标准单元的串联组合，可获得相应的LED的数量，及工作电压,如用１2个标准单元相串联的电路,可支持６0个LED灯,工作电压可接近２20Ｖ。WMＺD—A3０应用方法与WＭＺD-A２0的应用方法相同，只是ＷＭZD—A３0能够驱动电流更大的30mA的ＬEＤ.二、ＷMＺＤ—B1００WＭZD—Ｂ100在1０0mA恒流源中、ＷＭＺＤ－B300在30０mA恒流源中、WMZＤ-B350在350ｍＡ恒流源中的应用原理:由一只WMＺD—B100与五只并联的ＬED(２0mＡ）串联组成一个标准单元，它的恒流电流10０mA，工作电压Ｕ＝VR+ＶＦ＝０.６5V+3。４V=４．05V，0。65Ｖ是WＭZＤ－Ｂ１00电阻2５℃时的压降，3．4Ｖ是LEＤ的正向导通电压(或2。８V—4。２V），当环境温度每升1℃,LＥDＶＦ下降２mV,5B100压降上升2mV,保持了串联回路内的总电流不变,它的恒流特性見图二，电流Ⅱ.它有不怕负载短路的特点，反复实验,当短接5个ＬED后,短路电流由600ｍA飞快下降到２80mＡ稳定值。要增添ＬEＤ的只数，可用多个5B1０0标准单元的并联组合，要提高工作电压，可用多个5Ｂ10０标准单元的串联组合。如由３个5Ｂ10０标准单元串联，可支持15个LED，工作电压U=３×4。0５Ｖ=12．１5V。WMＺＤ－Ｂ30０与WMZ－B３50与ＷＭＺD-B300与15只20mA的ＬED并联或者并联10只的3０mA的ＬEＤ。Ｃ３００的工作电压Ｕ=ＶR+VＦ=０．５0V+ＶF,B３50的工作电压Ｕ=VR+VF=0．５０V+VＦ,VF为LED的正向导通电压（或２.8V—４.２Ｖ）图２

WMZDＬED恒流源补偿热敏电阻为了满意要求可以串联使用,或者并联使用。如下图所示.三、ＷMＺD的电流过补偿保护特性热敏电阻WＭZＤ还具有电流过补偿特性,即热敏电阻的正温变化率大于发光管的负温效应成为过补偿,图3所示是一条随温度上升而削减的下陡曲线。这一点与LED的另一典型特性是全都的,即允许电流在4０℃后随温度上升相应削减,使LＥD的功耗掌握在额定范围内，确保LEＤ的最长寿命。WMＺＤ电流过补偿保护特性,正好可以满意ＬED对电流的要求,这也是一般的ＬED恒流源不具备的。过补偿保护应用在以下几处更显优势：１、全年或每天环境温差大，如室外照明的街灯、广告灯、车灯；２、低电压大电流ＬEＤ灯（ＷＭZD－Ｂ1０0具有低内阻、小压降);3、价高的大功率LED单个保护。ＷMZD过补偿保护特性的典型应用电路接法见图4，与标准单元串联一个相同型号的ＷMZD热敏电阻，即可发挥过补偿作用,如果增加2个或３个WMZＤ热敏电阻会加深补偿作用,但如果实偿太深，常温下LＥD电流地低,会影响发光效率。我们可以通过实验,选出保护功能与发光效率兼顾的最佳方案。下图为，采纳2Ｒ和３R的电流温度对比图.过补偿电流温度曲线见上图不带恒流补偿电阻与带恒流补偿电阻温度电流曲线见上图该电流特性正好满意了LED在4０℃以上电流相应的削减,使ＬEＤ的功耗在而定的范围内，确保最长寿命。应用问答问1、用单元电路进行积木式组合时对电路的要求。答：由N个单元电路串联后的工作电压之和，确定直流电源的输出电压,由Ｎ路单元电路的电流之和,确定直流电源的输出电流,如采纳输入电压有较大变化的220VAC/DＣ转换的直流电源，请考虑稳压措施.问２、ＷMZD单元电路中的LＥＤ数目能否增减,会影响恒流特性吗？答:型号WMZＤ－A20WMZD指驱动型正温热敏点电阻，A指串联，２0指2０mA，这是最佳组合，如串联3只或4只LED恒流曲线是一条下陡的曲线（过补偿曲线）完全可以应用;如串联６只或7只LED恒流曲线是一条上翘的曲线（欠补偿曲线），组合后进行检测,如在高温８０℃时，回路电流不超过25mＡLＥD的最大值仍然可以用，新组合单元的工作电压Ｕ＝3V+VFXN工作电流2０mA。型号WＭＺD—B100ＷMZD指驱动型正温热敏点电阻,Ｂ指并联，1００指１00mＡ，这是最佳组合，如并联３只或４只LED恒流曲线是一条下陡的曲线（过补偿曲线)完全可以应用；如并联6只或7只LEＤ恒流曲线是一条上翘的曲线（欠补偿曲线），组合后进行试验检测，回路电流在高温80℃时还在额定值内仍然可用，新组合单元的工作电压这样确定，用可调式直流电源接入新组成的单元电路，将回路的电流调到最佳值(Ｎ个LＥD电流值之和),对应的电压即工作电压Ｕ。问３、采纳标准直流电源24V、12V、9V、4．5V时如何组和应用答:原则上先考虑单元电路的串联个数，后选择LＥD的VＦ电压。例11２V电源：应采纳3个ＷMZD-B１00单元电路串联，单元电路典压为１2V／３=4V,４V—０。６5Ｖ（B100的压降)＝3.35V，应选用3。3V或者3．4Ｖ的LＥＤ（该方也法适用于24V电源)。

例24．5Ｖ电源:应采纳1个ＷMＺＤ－B1０0单元电路串联，单元电路典压为４.５Ｖ-0。6５Ｖ(B10０的压降）=3。８5V，应选用3。8Ｖ或者3。9V的LEＤ（该方法适也用于9Ｖ电源）。问4、４．５Ｖ电源和VF＝3．4V的ＬED有没有选择的余地？如何组合?答：应采纳1个WMZD—Ｂ１0０单元电路,它的工作电压为3。4＋０。65Ｖ(B１00的压降）＝4。０5V，在串联上一个单独的ＷMZD－B１０0电阻,总电压为４.05＋0.6５Ｖ(Ｂ10０的压降)=４。7Ｖ,完全可以接入4。5V标准电源,它的恒流曲线是一条下陡的曲线（过补偿曲线)完全可以应用。（参见图3过补偿曲线)问5、组合后的LED灯如何测试它的效果?答:采纳热敏电阻补偿法的LＥD恒流源,具有电路简洁，组合便利,适用于各种需求。应用中的检测方法也很简洁，只用一支电流表串在回路中，在常温２０℃∽３0℃时调好最佳工作电流(2０mA或者30ｍA），并做好记录，在低温-４0℃登记电流值，在高温80℃寄下电流值,三点温度对比一般电流误差值在10％以内，即为合格。利用温度表、冰箱、暖风机或者电吹风就可以把制作好的LＥＤ灯性能进行检验，该应用组合变化无穷，可自我鉴定,信任你会把它应用的更好问6、如何在市电２２0V中直接使用WMZD热敏电阻对ＬＥD进行恒流掌握？答:如果电网电压波动不超过７％，即可不使用稳压电路，超过７％就要进行稳压处理,成本将大大增加。１、依据下图接好电路，用万用表ｍＡ档串入电流校测点中,接通2２0V市电,串联回路电流应在1８—2２MA时即合格，如偏差较大如15MA和2５ＭA,是因所选用的ＬEＤ电压差异，可在最后一组单元里增、减LEＤ数量,达到2０MA左右的额定值。2、用调压器将22０V升至235Ｖ（２2０VＸ1。0７倍），串联回路电流不应大于２5mA,如大于2５mA,应增加LED题数，直至将电流降到25ｍA以下。3、ＬED可以脉动电流驱动发光,不会产生频出现象,不需用电容滤波,不用电容可防止因电容击穿造成短路故障。４、制成产品后，可用电热吹风，温度计升温到80℃观察电流变化，不大于2５MA即合格.图3应用一、ＬED的2２０V沟通供电方案一)、４WLＥD灯220Ｖ沟通供电的基本电路图4图4:LEＤ灯２20V沟通供电的基本电路,２20V经１Ａ桥式整流后，接入由热敏电阻Ａ20和５只LEＤ／2０mA组成的单元电路,共计1２组,计算１2组的工作电压＝(3Ｖ+3．３Ｖ×5）×1２=２34V，（式中３Ｖ是恒流用５A2０的压降,３．3V是LED的电压),计算电压大于2２0V,可放心接入2２0V整流电源，接入后回路电流应在18~２0mA之间,因ＬＥＤ的电压离散性较大,在3。０Ｖ～3.6V之间，如检测回路电流大于2０mA，可增添一只LED或一只5A２0电阻，将电流降下来，反之可减去一只LＥD，将电流升上去。该LＥD灯实耗功率4.５W，其中用作恒流的１２只A20，共耗用0。72W,直接用于发光的60只LEＤ，共耗用3.７8Ｗ，电源转换效率达8４%。整组灯亮度接近8W荧光灯.本方案基本电路简洁，牢靠，高效,具有有用性。关于２20Ｖ桥式整流后未按常规并联虑波电介电容的说明：1、LＥD可用脉动电流驱动发光，桥式整流后的电流是每秒100个连续正弦波,过零时间格外短，不会感觉有频出现.2、并联电容后,虽对输出电流起平滑滤波作用,但对输出电压有1。１~1．4倍的提升作用,并联电容量的大小，和接入负载的大小等因素,使提升后的电压值很难正确计算，电路的、满载出电压也变化较大，与LED的工作电压较难配匹.3、电介电容常处于冲电放态状，其寿命远远低于LEＤ，是一块致命的短板,在电子荧光灯的故障中，电容击穿最属常见，综合以上缘由，不用为宜。关于未采纳防瞬间高压和市电过压保护措施的说明:1、瞬间高压有两类:操作浪涌、感应雷浪涌.采纳热敏电阻补偿的ＬＥD电路是个电阻型负载，不是容性或感性负载,在操作时不会产生浪涌电压,无需实行保护措施,本驱动电路自身不会产生电磁噪声(采纳AC/DＣ开关电源供电除外，见图五,图六),也不受电磁干拢，是个绿色光源,它频繁开关不会降低使用寿命(荧光灯就远不能相及）。防止供电线路感应雷浪涌的措施,一般常用氧化锌压敏电阻保护,实际上要匹配好相应等级的压敏电阻较困难，需用专业手段检测效果，所以笔者没有采纳，由电网平安系统去考虑.２、市电２2０V充许有±7%波动，即204V～２36Ｖ范围内变化,当电压低于2２0Ｖ时,LＥＤ是平安的,当高于22０Ｖ时,笔者对图一电路做过反复试验，用调压器将2２0V提升到250V（提升13。６％），回路电流实测25ｍA，在LED的充许范围内,还是平安的，过电压大于250V时,因考虑防范成本太大，也由电网平安系统去考虑。总之，驱动电路不应成为制约价格的瓶颈，不要研发成家电，LＥD灯要走平民化线。二)、LED调光台灯、杯灯如将图４电路稍作转变，变成LEＤ直流调光灯，见下图5图５晶体管三极管130０2与２２０K电位器(带开关）组合成调光电阻，当灯全亮时，回路电流20mA,1３002导通(压降0．７v)时近无功耗,当灯半亮时10mＡ,1３０02耗0.3４W，当灯低亮时5ｍA,１3００2耗０.２6Ｗ,该电路简洁牢靠,调光效果好，制作成本极低。如家中有白炽灯调光台灯,按图6线路图接法,无需改动双向可控硅调光电路，就可变成LＥD沟通调光灯，更节电。实样见照片1。图6照片1LEＤ是冷光源，可选用颜色缤纷的塑料口杯、咖啡杯当灯罩，做成情调各异的装饰杯灯、筒灯、台灯、床头灯，另取聚乙烯塑料瓶盖、碗盖或废旧碟片,剪成与灯罩相配的外形，作电路板用，LED排列时用针穿孔定位，将两脚插入，在反面焊接，连成电路即可。做杯灯、筒灯建议选用30度角聚光LED，有定向投光效果，做台灯、床头灯宜选用漫射光ＬＥＤ，如草帽灯，食人鱼，光线严峻。三）、LED日光灯、顶灯做个室内日光灯或顶灯按图4电路，６0只LED相当８Ｗ荧光灯的亮度，明显不够,如并联成二路，用120只ＬED,可相当16w荧光灯。并联成三路，用１8０只LEＤ，可相当２５W荧光灯,以此类推。因用市电220Ｖ直接整流输出，电源内阻微小，可并联任意路灯不会引起整流输出电压变化,仅需考虑整流管的承受电流。也可以不增加并联路数,选用3０mA的高亮ＬED(如食人鱼）或０。3Ｗ/100ｍA的LＥＤ，来达到提高亮度的需求。表一例出多种WＭZＤ单元电路，用积木式组合，满意各种需求的LED灯。当顶灯的荧光灯管或电子镇流器坏了，可以借壳换个长寿的LＥＤ芯，应是个不错的方法。四）、大功率LED路灯、庭灯做个6０WLED路灯、庭灯见图7.图7选用WMZD—B30０（Ｂ35０)与１Ｗ/300mA（３５０mA)的ＬＥD组成的单元电路,共６０组,计算串联后的工作电压U＝（０。5V＋3.４V)×６0＝2３4V，(式中０．5V是恒流用C300的压降，３．4V是1WLED的电压）,计算电压大于２2０V,可接入桥式整流电源,接入后检则回路电流，应在２６0~280ｍＡ为宜，再将电压提升到２50V时，观察电流应不大于320mＡ,若偏离较大，可增、减单元电路个数获得最佳电流。ＷMZＤ－B３０0(B350)热敏电阻专为１W/３00mA(３５0mA）LED恒流没计，２5℃时,电流通过它时产生0。5Ｖ压降，当温度上升，阻值变大，压降随之上升+２ｍＶ/℃,刚好补偿LEＤ的—2mV/℃，使回路电流不因温度升降，始终恒定在300mＡ以下，考虑室外的环境恶劣,电路中增加电阻R和一个双金属片热保护器组成的热保护电路，热保护器型号选用TP1（或１7AM)，要求额定电压2５0V，额定电流2.５A，带常闭触点一组，触点断开温度依据ＬＥD芯片的耐温度选择，例如进口ＬＥD耐温１２0℃的芯片己消灭，一般芯片选择保护器的断开温度8０℃(或８5℃），TP1的复位温度是低于断开温度2０℃,当灯具内温度上升到８0℃，常闭触点断开，R接入串联回路，限流开头,R的阻值选1５0Ω/5ｗ时,回路电流降至175mA左右，选２０0Ω/7ｗ时,回路电流降至１6０ｍA,左右，可按实际情况选择R的阻值。限流开头后,灯具壳体温度随之下降，当温度下降到60℃以下时，常闭触点复位，R被短路,退出限流。保护器解决了恒流源无法解决的冲突，恒流源虽能将LEＤ的电流恒定在平安范围内，但由于环境恶劣或灯具散热状况不良，常引起高热不退,长时工作在8０℃以上温区，也会引起LＥD光衰,当LEＤ路灯未实行强冷措施时，这方法很有用，优点是简洁牢靠,低成本(TP1双金属热保护器２～3元/个），缺点是以降底亮度保护LED的平安，如果灯具有空间，利用热保护器的常开触点，驱动微型风扇排热降温，效果更好。6０WLED灯的制作需注意,WMZD-B30０电阻是无引线贴片式,与LED的连接必须是在同一面散热基板上，焊在LEＤ引出电极上，直接敏感每只ＬEＤ的温升，恒流效果好,温度保护器ＴP1可贴在散热基板正面或反面,见照片2。照片２

做个180W的LED街灯，可选用Ｃ3５０与３W/７０0mA大功率ＬED的单元电路组合.五）、大功率LEＤ舞台调光灯Ｄ

给60W或１8０WＬEＤ灯加个双向可控硅沟通调光电路（见图三沟通调光）,就成为舞台调光专用灯，LEＤ除选白光,依据舞台需要,选用红光、绿光、黄光，沟通调光器在开关电器市场上能买到成品,名称叫调速调光开关（１5元／个）,５０0Ｗ250V它采纳4Ａ/400Ｖ的双向可控硅,完全可胜任。六）、选用开关电源驱动LED

220V可采纳AC／DＣ开关电源降压后驱动大功率ＬＥＤ灯,它转换效率高，体积小，恒压输出，是低压驱动大功率ＬED灯常用方案。图8是二只C３５0并联后与３W/7０0ｍALＥＤ组成的单元电路，3ＷLEＤ电压应选3.5V,三组单元电路串联后的工作电压U＝(０.5V+３.5V)×3=12V。

图8图９的开关电源是一款摩托罗拉手机充电器，沟通输入１00V～２５0V，直流输出4.４V１。1A可驱动三路由2只Ｃ3００串联后与1W/300mＡ

ＬED组成的单元电路,LED电压选３。５V，工作电压=0。５V×2＋３.5Ｖ＝４。5Ｖ.图９２2０Ｖ也可采纳变压器降压整流后驱动大功率LＥＤ灯，应用见图10图1０变压器降压效率低，体积大，电源内阻大,3W6V的变压器,整流后输出电压空载时5。０V左右,满载时4.0V左右，空满载电压变化大，与LED工作电压不易匹配，因简洁牢靠,有时也选用。二、LED的电池供电方案在电池供电的照明领域里,如车船照明灯、信号灯、应急灯、头灯、手电及太阳能街灯,LED己成功地替代了白炽灯、荧光灯、氙灯,它的驱动电路多采纳LＥD专用恒流集成电路，因厂商的专用设计，给研发制作多样化的LＥD灯带来了局限，我们选用三端稳压集成电路与WＭZD的组合，给研发制作ＬED灯扩展了空间,节省了成本。一）、LED车船照明灯、应急灯、太阳能路灯

图１1是LED车船照明灯、应急灯的基本电路。图１1采纳24Ｖ充电电池，LＭ317三端可调稳压集成块,A３0单元电路１2路并联（共用３0mＡ高亮LED6０颗)，制成后的LEＤ灯亮度接近15Ｗ荧光灯。计算5A３0单元电路的工作电压U＝３Ｖ+3。3V×５=1９.5V，调正R２阻值,将LM317输出电压调到19。5V后,将LＥD接入，此时总电流应在350～３60ｍA(3０ｍA×１2），因LＥD的电压值差异，电流若偏离较大，再微调R2将总电流调到３6０mA内，Ｒ2调正完毕防上变动,需用相同值的固定电阻替.LM317最大输出电流1.5Ａ，不带散热板时耗散功率２Ｗ，带20０×2０0×４mｍ散热板可达15W,LM317是压降型稳压块，所以输入与输出的压差尽量要小,功耗不能大于额定值，计算图八电路的功耗，假设24V电池充电后最大值2８Ｖ,ＬM3１7输出电压最小值18V，压差1０V,电流０．3６A,则功耗=10Ｖ×0.３６A=3.６Ｗ,大于ＬM317不带散热板的功耗2W,此时应考虑安装散热器。LM3１７内部有过热、过流保护,平安牢靠，易购，价格又低(0．6~０。8元/片），是宽阔电路设计者喜爱选用的三端稳压器之一。

图12是输出电流达３Ａ的LM３17的扩流电路.

图１２

用24Ｖ蓄电池供电，15只３W/LED组成的4５w大功率ＬED照明灯,调正R2使输出总电流2100mA（７00ｍA×3０）,热保护器TP1的常开触点与微型风扇组成自动风冷装置。图1３是ＬＭ３１7输出10０Ｖ.1A的稳压电路。

图1３虽然厂商手册标明LM3１7的最大输入电压37V,但只要保持输入与输出的压差在１0V以内,而且ＷＭZＤ与ＬＥD的组合后是电阻型负载,开关时没有冲击电流,该电路是平安牢靠的,二极管D是防电池极性反接保护,R2调正输出电压(接上负载后，也可以调正输出电流)，此电路应用于110V电池组供电，B3０0与LED/300mA单元电路组成的２５Ｗ照明灯。

图1４是太阳能路灯应用电路。图１4当有光照时,太阳能电池板通过太阳能路灯掌握器，向12Ｖ蓄电池充电。夜晚,蓄电池通过掌握器向LED灯供应12V的恒压电源。LEＤ灯由３个Ｂ10０单元电路串联组合,发光管选用2０mA／3．３V,它的工作电压U=（0．６５V＋3.3V）×3＝11。85V。按太阳能电池板的功率，及实际照光明度的需求，可设计二路或多路LＥD灯的并联。

二）、LEＤ头灯、手电灯图１5是用于６V可充电电池供电的LEＤ头灯，手电灯电路。

图15采纳LM１117—3．3v低压差三端稳压块，SＯＴ-223封装(贴片型)，价格低廉(０.６～0．8元/片)，输出电流3０0mA时,无需安装散热器。,在接地端串入可调电阻R2成为可调式稳压电路，Ｒ２值从１0０Ω～24０Ω范围内选择,输出电压可在3.5Ｖ~４。1V内相应变化，刚好满意各种LED的电压需求,Ｃ３００与1Ｗ/LＥD的单元电路用来作远光照耀,5B100与5只２0mＡ/LEＤ作近光照耀，电路板实物见照片3.照片3

图16是用于３．6V的锂电池、镍氢电池或4V干式铅蓄电池供电的LED手电筒电路。图16选用2０mA/3.0V（或3．4V）的LED与5B100组成的单元电路与电源电压3．６Ｖ(或4．0V）匹配.三)、LＥＤ汽车车灯以上LＭ3１７、ＬＭ１１17属压降型DC/DC转换,在输入与输出压差较小时首选应用，但压差越大，转换效率越低,此时应选用开关型DC／DＣ转换电路，3406３是一块通用、易购、价廉（0．６0～0。８０元/片)的开关升、降压集成电路，外围电路元件较少，见图17

图１7

用于汽车LED车灯，输入电压1２V,输出电压１.２5~8V可调,最大输出电流７00mＡ，选用1Ｗ3０0ｍA的LＥD，按亮度需要可从1颗LED、２颗LＥD、4颗LED三种组合中任选.选用红光,黄光,白光LED,分别可做成汽车尾灯、转向灯、侧灯。选择组合2、3时,计算工作电压=2×（0。5V+VF｝,调正R2的阻值将输出电压调到相应计算电压值（空载)，接入负载后(满载）,再加大R2的阻值,将回路电流微调到2８0～３０0mＡ,选择组合３时,应将电流微调到56０~600ｍA.R2调正好后，防止阻值变动,应用固定电阻替代。总之,用热敏电阻补偿法是众多LEＤ恒流驱动技木中比较牢靠，有用,价廉的方法之一，信任你在实践时会应用得更好。三、LED显示屏防光衰的应用大型LED数字显示屏、点阵显示屏的光衰现象，始终是使用过程中的维护难题，除采纳风冷降温,LＥＤ还必需采纳恒流措施。由１个或多个ＬＥＤ组成的像素点（或称像素管、模块),在计算机系统掌握下交替点亮，它的负载是动态的,采纳IC集成电路恒流源不能与它匹配。采纳MＺD热敏电阻来解决,不需改动原电路结构，只要在每个像素点（像素管模块）前或后，串一只WMZＤ热敏电阻，补偿成电阻型“灯泡”,就便利、经济地解决了LED显示屏光衰现象.依据像素点的LED的电流及串,并联只数，来选择WMZD。如像素管是由４～６个LＥD/1８~2０mA串联组成，可用一只WMZＤ—Ａ２0热敏电阻串在该回路内,当环境温度在—40℃～1２０℃变化时,ＬED像素管电流始终维持在1８~2０mＡ，有效地防止了LＥD的光衰,并且A2０热敏电阻的功耗小于60毫瓦。图18

ＬEＤ数字显示器

如LＥＤ像素模块是100ｍA,可用一只WＭＺD—Ｂ１00串入回路.如模块是２00mA，可用二只Ｂ１0０并联后串入回路，B10０功耗小于6５毫瓦。图十五

LED点阵显示屏

总之，ＷＭＺD热敏电阻在LEＤ大型显示屏中防光哀的应用，是一项LEＤ驱动技术的创新,无需简洁检测手段,先动手做一个像素管，用温度计，电流表，烘箱或暖风器，你就可以实践证明它的效果。

关于ＬED光源应用的简介ＬED照明行业是一个新兴的行业，它以其独特的优点深受人们的青睐。如今在光电工程中，提高光效,节省能源和高牢靠性已经成为人们共同追求的目的。我们在商量和使用LEＤ光源时,都会想到LＥD的寿命长、节省能源、亮度高等特点.也正是由于如此ＬED光源才倍受欢迎。LＥD光源虽有以上优点,却并不如人们所说的那么神奇。只有给其配上合适、高效的LED电源、合理的电路设计、完善的防静电措施、正确的安装工艺才能充分发挥和利用LED光源的以上优点.下面我就LEＤ光源在工程应用中的一些常识做简洁的介绍，供大家参考。一、LED寿命的理解ＬＥD的使用寿命,一般认为在抱负状态下有１0万小时。实际在使用过程中其光强会随使用时间的推移逐渐衰减,即电能转化为光能的效率逐渐降低.我们能真正使用的有效光强范围应在其衰减到初始光强的70％以上时，寿命是否可以定义为光效逐渐降低至7０%的时间段。目前还没有明确的国家标准用来衡量。而且LED的使用寿命与其芯片的质量和封装技术、工艺直接相关，据某LED封装厂的试验数据有些芯片在２0mＡ条件下连续点亮4000小时后其光亮度衰减已达50％.但是随着技术、工艺的提高，光衰时间越来越缓慢，即寿命也越长。二、LEＤ的节能及牢靠性

LED是电流掌握元件,通过流过的电流，直接将电能转变为光能，故也称光电转换器。因其不存在摩擦损耗和机械损耗,所以在节能方面比一般的光源的效率高，但是LＥD光源并不能像一般的一般光源一样可以直接使用电网电压,它必须配置一个电压转换装置，供应满意其额定的电压、电流，才能正常使用，即LEＤ专用电源。但是各种不同的LＥＤ电源其性能和转换效率各不相同,所以选择合适、高效的LED专用电源,才能真正体现LＥD光源高效特性。由于低效率的ＬED电源本身就需要消耗大量电能,在协作LED的使用过程中根本就体现不出LED的高效节能特性。而且LED电源也必须是高牢靠性电源,才能使LED光源系统长寿命.三、LED的基本特性及使用时的注意事项1.光电特性：ＬED在其电流极限参数范围内流过LＥD的电流越大,它的发光亮度越高。即ＬED的亮度与通过LED的电流成正比.但绿光和蓝光及白光在大电流情况下会消灭饱和现象,不仅发光效率大幅降低,而且使用寿命也会缩短。2．光学特性LED按颜色分有红、橙、黄、绿、蓝、紫、白等多种颜色.按亮度分有普亮、高亮、超高亮等,同种芯片在不同的封装方式下，它的亮度也不相同.按人的视觉可分为可见光和不行见光.按发光颜色的多少可分为单色、双色、七彩等多种类型。颜色的纯度不同价格相差很大，现行的纯白色ＬED价格特贵。同时发光视角不同，光效亦不同,使用时特需注意。３.常见的LEＤ电性能参数(１)LEＤ正向电压不同颜色的LＥD在额定的正向电流条件下，有着各自不同的正向压降值，红、黄色：1.８~2.５V之间，绿色和蓝色：2.7～4.0Ｖ之间。对于同种颜色的LEＤ,其正向压降和光强也不是完全全都的。如下表：LＥＤ型号:5４HCA

发光颜色

外观颜色波长λＤ（ｎm）

正向电压ＶF亮度Iｖ(ｍcｄ）ＩF=２0ｍA红色水透明620～６45

1.8~2．２50０～10０00IF＝20mＡ黄绿色水透明570～5751。８~２。２５0０～3０0０IF＝２0mA黄色

水透明

585～5９51．８～2。2500～10000ＩF=２0ｍA蓝色水透明4５5～475

3。０～3.450０～10000ＩF＝２0ｍＡ绿色水透明

51５~53５3。０～3。420０0～２0０00ＩF=20ｍA蓝绿色水透明49０~５153.0～3。４20０0～20０00IF＝２０mA白色水透明

3．0~3.4３0００~２500０IＦ=２0mA在同一电路中应该尽量使用在额定电流条件下正向压降值相同、光强范围小的ＬED。只有这样才能保证LＥD的发光效果全都。其简略的电性参数可依各封装厂每包装供应的产品分光参数标签值。（有些公司每批分选都不全都)(２）LED的额定工作电流LED的额定电流各不相同，一般的LEＤ电流一般为20mA,大功率的LＥD电流一般为４０ｍA或350mA不等。简略要按各封装厂供应的电流参数值.一般LED在反向电压:VR＝５V的条件下,反向电流:IR≤10µA。（3)LEＤ的功率LＥＤ功率的大小也各不相同,有7０mW、100mW、１W、2Ｗ、3W、５W等,所以必须依据所选择的LEＤ，设计合理的使用电路和配置合适的LＥD数量,使其完全满意LED电源的额定值,如果设计的电路使每个ＬED分担电压或电流过高就会严重影响LＥＤ的使用寿命甚至烧毁LＥD，如果分担的电压或电流过低则激发的ＬED光强不够，就不能充分发挥LＥD应有的效果,达不到我们所期望的目的。４．温度特性(１）LEＤ的焊接温度应在250℃以下,焊接时间掌握在3～5Ｓ之间.要注意避开ＬＥD温度过高从而使芯片受损.(2）LＥD的亮度输出与温度成反比，温度不仅影响LED的亮度，也影响它的寿命.使用中尽量削减电路发热，并做肯定的散热处理。5.防静电特性LEＤ装配过程中必须加强防静电措施,由于操作过程和人体本身都会产生静电,对于双电极的LＥD最易被静电反向击穿,从而严重影响LED的使用寿命甚至使其完全报废.如防静电环境不是格外完善,可以给ＬED使用者增加防静电腕带，设置良好的防静电接地系统，离子风机等设备。四、LEＤ连接电路的常见形式1。串联：这种电路需要电源供应较高的电压。

V总=各ＬEＤ的VF之和=ＶＦ1＋ＶF２+ＶF３+VF4-—-－－—+ＶFNI总=单颗LED的IＦ值2.并联:这种电路需要电源能供应较高的电流。V总＝单颗LEＤ的VF值I总=各LＥＤ的IF之和=IF１+IＦ２+IF3+ＩF4—-－——－＋IＦN3.串联/并联组合ａ、在实际运用中,负载常采纳通过串并联形成的LED阵列;ｂ、将LED连接成串联/并联组合的形式，可大幅减低因少数LＥD的VＦ不全都造成的影响；c、阵列形式或LEＤ个数变化,限流电阻也应相应变化。d、串联／并联组合的形式会使输出电流随输入电压和环境温度等因素而发生的变化更加显著；4．为了能有效掌握电路中的电流，须在电路中配置适当的限流电阻.Ｒ＝（V输入电压－VＬＥD总电压）/Ｉ（流过限流电阻的电流)限流电阻的作用主要是掌握ＬED的电流，使电压更平滑，并使各并联支路的亮

度更均匀。限流电阻阻值大效果较好，但是限流电阻的取值也不能太大