分析大功率LED燈的驅(qū)動方法及其應(yīng)用技術(shù)

　　小功率發(fā)光管輸入的功率只有大約50毫瓦，如果要制作30瓦的半導(dǎo)體燈需要用600只小功率發(fā)光二極管，600個小功率發(fā)光管需要3個驅(qū)動器。另外還要配一個帶濾波的整流器。由于輸入電流小，配套的整流器連續(xù)工作電流大于300mA即可。

　　另一種方案是使用前述的AP-2B320驅(qū)動器直接并聯(lián)驅(qū)動18--20串小功率發(fā)光管，沒串管數(shù)10--50只。最多可帶1000只小功率發(fā)光管。

　　這種方案燈的結(jié)構(gòu)更簡單，成本也比用多個小功率驅(qū)動器加整流器的方案低。發(fā)光管在制造時同一種管型正向壓降也不可能完全一樣，并且發(fā)光二極管的管壓降具有負(fù)溫度系數(shù)，這會導(dǎo)致多串發(fā)光管并聯(lián)使用時各串之間的電流不一致，因此，多串發(fā)光管并聯(lián)使用每串發(fā)光二極管要串聯(lián)一個電阻以平衡各串發(fā)光管之間的電流。

　　小功率發(fā)光管制做大功率半導(dǎo)體燈使用的元器件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配麻煩。但由于小功率發(fā)光管價格低，燈的生產(chǎn)成本低。

　　大功率半導(dǎo)體燈的熱設(shè)計

　　燈體的熱結(jié)構(gòu)設(shè)計是制作半導(dǎo)體燈的另一個不容忽視的問題。雖然發(fā)光管是冷光源，工作時自身不是灼熱體，但電流流過發(fā)光二極管時產(chǎn)生的電阻熱還是會使燈體升溫，半導(dǎo)體材料制作的發(fā)光二極管在高溫下會迅速老化，光效下降。要減緩發(fā)光二極管的光衰，使半導(dǎo)體燈有長的使用壽命，必須降低發(fā)光管管芯的溫度，要降低管芯的溫度，就要降低燈體溫度，并且要減小發(fā)光管和燈體之間的熱阻，這就要求解決好半導(dǎo)體燈的散熱問題。

　　解決散熱問題主要靠合理的燈體結(jié)構(gòu)。一種解決方案是使用2--3mm的鋁扳做基扳，大功率管直接安裝在鋁板上，管子之間用引線相連。小功率管可以按照使用的發(fā)光管的數(shù)目在鋁扳上打好孔徑和發(fā)光管外徑相同的孔，再將發(fā)光管緊配合鑲嵌到鋁扳上，發(fā)光管引腳在鋁扳后面相連。燈的外殼也用金屬材料制作，裝好發(fā)光管的鋁扳和金屬外殼緊密裝配，這樣，燈工作時產(chǎn)生的熱量可以通過鋁扳傳導(dǎo)到金屬外殼上，金屬外殼暴露在空氣中，熱量就可以通過輻射和對流散去。暴露在空氣中的金屬外殼的表面積要按照約每瓦50平方厘米考慮。為了既減小燈的體積又保證較大的散熱面積，燈體外殼應(yīng)該是帶肋條的散熱片結(jié)構(gòu)。

　　最高管芯工作溫度和熱阻造成的管芯和管殼之間的溫差是熱設(shè)計最主要的考慮因素，對于大功率發(fā)光管來說，1瓦的大功率發(fā)光管熱阻約20℃，也就是說，給標(biāo)稱功率1瓦的發(fā)光管輸入1瓦的電功率管芯溫度就比管殼高20℃。3瓦管熱租約15℃，給3瓦管輸入3瓦的電功率管芯溫度就比管殼高45℃，因此，要使3瓦發(fā)光管制作的半導(dǎo)體燈和1瓦管制作的半導(dǎo)體燈管芯溫度相同，3瓦管制作的燈燈體溫度應(yīng)該比用1瓦管制作的燈更低。反過來說，如果燈體溫度相同，用1瓦管制作的燈管芯溫度比用3瓦管制作的低。從這個意義上來看，用3只1瓦發(fā)光管作3瓦的燈比用1只3瓦管作3瓦的燈更有利于降低管芯的溫度，并且3只1瓦發(fā)光管打出的光通量比1只3瓦發(fā)光管發(fā)出的光通量高。因此，用大功率發(fā)光管制作半導(dǎo)體燈要合理選擇發(fā)光管。

　　為了減少發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量，要選用光效高的發(fā)光管制做大功率半導(dǎo)體燈，因?yàn)樵谳斎胍欢ǖ碾姽β蕰r，光效高的發(fā)光管發(fā)出的光能量高，發(fā)出的熱能量必然少，這樣就可以減小散熱片的面積。