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制作LED照明的几点注意事项

作者:dolphin时间:2016-09-27

  笔者用18只白光LED制作了照明台灯,刚开始的一周LED很亮,目测亮度也基本一致,后来LED的亮度就逐渐下降,最后只有7、8个LED正常发光,其他LED只能发出微弱的光,光亮度衰减非常快。

  从LED发光的原理上看,它是用半导体材料制成的发光组件,材料使用III-V族化学元素(如磷化镓、砷化镓等),对化合物半导体施加电流,透过电子与空穴的结合,过剩的能量会以光的形式释放,达到发光的效果,属于冷型光源,寿命可达十万小时,即LED是电流型元件。

  用作照明的LED,一般买拆机的多,质量不好保证。通过多次反复的制作实验,以及和朋友交流,使笔者不断得到新的认识和体会。下面就谈谈笔者对制作LED 照明灯的几点认识。

  1.LED功耗问题

  绝对不要挑战LED的极限参数。尤其是超高亮度的LED,其工作电流较大,必须考虑它的功耗问题。特别是现在功率级别的LED照明电路的大量运用,不同功耗的LED千万不要混用在多只LED 组成的照明电路回路中。实验证明,光亮度的衰减与发热量大小成正比。

  2.工作电流大小

  常见的LED的可靠工作电流 (非功率级别的),建议不要超过25mA。

  不同尺寸的LED、不同参数的LED,不要混用在一个照明电路里。用多个白光管做台灯,只测量总电流不行,要挑选每一只电流都一样、工作电压也基本一致的LED才行。笔者曾经用一节3.8V手机电池测试一堆白光LED管,这里面有从lOmA到近lOOmA那样大的差距,挑了若干只一致性好的,控制在25mA内,用了一年还没发现亮度有明显变化!如果多只LED并联使用,参数一致性特别重要!要求并联的LED灯的电压值误差小于0.1V,否则电压值小的LED很快就会发生亮度衰减。建议采取恒流方式供电,这时,电路设计上采用并联、串联都可以。其实,5mm高亮度正品LED在20mA以下工作没有问题。

  3.工作温度控制多只LED电路有正常工作的环境温度范围,低于或高于此范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。同时散热问题,也要一并解决。一个是减小工作电流,降低管子的功耗,以亮度不影响照明为准,再一个就是采取恒温措施。如果既不恒流又不控制温度,烧坏LED管是常事,超过60℃对LED就可能造成永久性物理损坏。同时温度变化会产生色移波长,产生不同颜色。这一问题导致了颜色偏移、不一致的色纯度和质量低劣的真“白色”,就是白色不“白”了,偏蓝色或者偏向其他颜色。要想把LED真正做成好的产品,笔者认为做好温度控制才是关键。

  如果使用0.5W以下的白光LED,在设计电路时要做成阵列板,每行每列都要留有适当的间隔,如5mm左右,甚至8mm-lOmm,在电路的背面安装外壳时,外壳上要留有一定面积的通风散热孔。如果使用0.5W以上的LED,实际安装时,可以买一些户外广告装饰板(俗称铝塑板,一般有3mm厚,也有更大的规格),然后按需要的尺寸规划,打孔,用胶固定住,利用它的一层铝板来传导散热,安装时依然要留有空气流动的通道。如果你还不满足于它的亮度,需要几十只甚至上百只LED同时发光。除了注意以上各点,还需在电路板背后,加上低噪音直流风扇,数量按反光面积和发热量大小而定,最好使用电子自动控制散热,简单的是用热敏电阻,配合LM324组成的比较器,输出控制风扇工作。

  4.工作电源质量影响LED使用寿命的直接因素是高温,导致高温的因素主要是电流。但是,人们往往只注重电流数值大小,而忽视了这个电流的“质量”问题,其实电流质量更重要,也更隐蔽,更容易被忽视。让供电的“纹波”尽可能小一点,让电流的有效值等于平均值,并尽可能减少开机冲击,注意通风散热。这些要求在许多采用电容降压的照明电路中最为突出,要求降压后,一定要稳压,稳压数值适当高于LED工作电压的10%,因为需要串联限流电阻,抵消它带来的压降。

  其实,各大IC生产公司在生产专用的LED驱动电路,从一个侧面也说明如何让LED安全发光,是很重要的。



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