LED照明燈存在的問題和解決辦法

　　稱為希望之光的LED,從1964年發(fā)明至今，已發(fā)展到普及化照明的時(shí)代，其節(jié)能、環(huán)保、亮度高、功耗小、壽命長、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，前景極為廣闊；在室內(nèi)照明的起步階段，還有其固有的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

　　1、不一致性帶來的問題：

　　理論上LED都是能發(fā)光的二極管，而實(shí)際上所有LED的電性能都是有差異的，每個(gè)廠家的生產(chǎn)工藝是不一致的，甚至相差很大，就是同一廠家的不同時(shí)間的工藝都是有差異的；不同廠家使用的半導(dǎo)體原材料的純度是有差異的，這就使LED的發(fā)光強(qiáng)度與驅(qū)動(dòng)電流是不完全相同、耐過電流能力和發(fā)熱的差異也就自然而然的不同了；封裝工藝和封裝材料的不同，使得整體的散熱能力是不一樣的，還有組合材料的熱彭脹與散熱的問題等。由此不難看出,LED發(fā)光二極管在短期內(nèi)仍存在個(gè)體之間的很大的差異，如果每個(gè)燈只用一個(gè)LED，好控制。例如電視機(jī)、DVD上的電源指示燈；而當(dāng)我們用LED制作照明燈具時(shí)，就不是用單個(gè)的LED，而是用多個(gè)、上百上千個(gè)LED成陣列接入電路，因LED的差異總有一個(gè)最先損壞，當(dāng)有幾個(gè)壞掉時(shí)(通常是短路)，會(huì)使電流增大而損壞其他的LED。這就是不一致性帶的結(jié)果，也是制約其發(fā)展的因素之一。

2、驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜的問題：

　　a.在電壓匹配方面，LED不象普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是2--3.伏的低電壓驅(qū)動(dòng)，必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源。b.在電流供應(yīng)方面，LED的正常工作電流在18mA-20mA，供電電流小于15mA時(shí)LED的發(fā)光強(qiáng)度不夠，而大于20mA時(shí)，發(fā)生光衰而導(dǎo)致LED老化，同時(shí)發(fā)熱大增，老化加快、壽命縮短，當(dāng)超過50mA時(shí)會(huì)很快損壞，為了延長LED照明燈的使用壽命，常用集成電路電源、電子變壓器、分離元件電源等，大電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，要配大功率管或可控硅器件，另加保護(hù)電路，要恒流、恒壓電路供電，這樣電源電路復(fù)雜，故障率、元件成本、生產(chǎn)成本、服務(wù)成本都將升高。這就大大地限制了市場的競爭力與購買群體。

　　二、LED照明電路的特點(diǎn)：

　　A、多LED燈的串、并聯(lián)矩陣結(jié)構(gòu)；B、不需要控制亮度；C、LED的電流在一定范圍變化不會(huì)明顯影響照度；D、LED損壞的原因多是電流過大，超過50mA，較小的電壓變化引起較大的電流變化。所以控制過電流即可，這為電路的簡化提供依據(jù)。

　　三、解決問題的方法：

　　如果用WHPTC過流保護(hù)器作保護(hù)，從原理可知，當(dāng)電路的電流超過規(guī)定值時(shí)會(huì)訊速的自動(dòng)保護(hù)，在排除故障后又自動(dòng)復(fù)位，無需人工更換。對(duì)LED而言，電壓的變化不是LED損壞的直接原因，而電流的增大才是LED的真正殺手。利用這個(gè)特性，在LED的電路保護(hù)上具有絕對(duì)的優(yōu)勢，讓簡易電源供電變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。實(shí)踐證明，在LED電路出現(xiàn)故障以前就有效保護(hù)了。如下圖可見，因有了WHPTC可省去恒流、恒壓電路，。器件成本、生產(chǎn)成本、服務(wù)成本都大大降低。也大大增加了產(chǎn)品的市場競爭力。

　　四、型號(hào)選擇：

　　可選擇WH6-XXX 到 WH250-XXX 的 20mA-到-15A 中的所需型號(hào)。對(duì)LED進(jìn)行無損保護(hù)，延長壽命。例如：WH250-020 用在220V、20mA的LED電路中，當(dāng)電流超過40mA時(shí)，WHPTC在20秒左右保護(hù)。
專家指點(diǎn)：WHPTC保護(hù)時(shí)，其續(xù)電流使LED繼續(xù)點(diǎn)亮，只是光暗而不是熄滅，這是其它保護(hù)電路不具備的優(yōu)點(diǎn)，如果是干擾電流或電壓導(dǎo)致保護(hù)，則干擾過去后，LED自動(dòng)恢復(fù)正常點(diǎn)亮，而不需要人工更換或維修。

五、WHPTC系列產(chǎn)品可用于下列的照明、裝飾、景觀等燈具的電路保護(hù)：

　　各種LED日光燈、球泡燈、杯燈、吸頂燈、路橋燈、交通燈、隧道燈、護(hù)欄燈、空中探照燈、激光燈、投光燈、庭院燈、地埋、水底燈、墻角燈、地腳燈、幕墻燈、盒燈、迪吧燈、酒吧燈、地磚燈、廣場燈、節(jié)日燈、工藝燈、線條燈、氣車燈等LED燈。
大功率LED技術(shù)的進(jìn)步也使得設(shè)計(jì)階段的散熱考慮變得越來越重要。為了避免LED的加速老化，或者最壞情況的完全報(bào)廢，LED本身不能過熱。

　　一旦大功率LED的發(fā)熱效率高于發(fā)光效率，輸入功率產(chǎn)生熱而不發(fā)光的比例就非常高。所以，在設(shè)計(jì)階段就必須考慮采用良好的散熱來保證LED工作可靠，并且允許它在更高的環(huán)境溫度下也能夠工作。而在選擇LED驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，則必須考慮器件的散熱。

　　確保LED芯片不致過熱的一個(gè)重要指標(biāo)就是正向電流。在實(shí)際使用中，經(jīng)常將工作電流設(shè)置在一個(gè)很低的水平，以確保即使在很高的環(huán)境溫度下 LED也不至于過熱。然而，如果LED的工作電流與溫度不相關(guān)，就會(huì)帶來一個(gè)很大的問題：當(dāng)溫度過高時(shí)，LED的工作條件就超出了其規(guī)范的要求。此外，在 很低的溫度下，供給LED的電流會(huì)極大地低于最大允許電流。
LED驅(qū)動(dòng)電路中的熱敏電阻

　　因此，人們希望控制LED的驅(qū)動(dòng)電流并使之降低LED額定工作條件。某些價(jià)格昂貴的LED驅(qū)動(dòng)IC可以實(shí)現(xiàn)這種功 能，它采用內(nèi)部或外部的溫度傳感器來感知溫度并進(jìn)行反饋控制。而我們則希望通過在LED驅(qū)動(dòng)電路中采用PTC熱敏電阻來提供一種簡單的方法。它具有如下優(yōu)點(diǎn)。
　　● 在室溫的情況下，正向電流是增加的。
　　● 由于減少了LED的數(shù)量，所以成本可以降低。此外，可以采用價(jià)格低廉的驅(qū)動(dòng)IC，或者甚至也可以采用不具有集成溫度管理功能的驅(qū)動(dòng)電路。
　　● 可以設(shè)計(jì)一個(gè)不需要IC控制，但仍能夠根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整LED工作電流的電路。
　　● 也可以采用低成本的LED，只是需要降低額定工作條件和提供更小的安全裕量。
　　● 如果增加過熱保護(hù)功能，LED的可靠性會(huì)得到提高。
　　● 在散熱方面也可以采用散熱器（片）等方法。

使用WHPTC前后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較圖

　　淺談LED產(chǎn)品老化 我們?cè)趹?yīng)用LED時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣種問題，LED焊在產(chǎn)品上剛開始的時(shí)候是正常工作的，但點(diǎn)亮一段時(shí)間以后就會(huì)出現(xiàn)暗光、閃動(dòng)、故障、間斷亮等現(xiàn)象，給產(chǎn)品帶來嚴(yán)重的損害。引起這種現(xiàn)象的原因大致有：
1．應(yīng)用產(chǎn)品時(shí)，焊接制程有問題，例如焊接溫度過高焊接時(shí)間過長，沒有做好防靜電工作等，這些問題95％以上是封裝過程造成。
2．LED本身質(zhì)量或生產(chǎn)制程造成。 預(yù)防方法有：
1.做好焊接制程的控制。
2.對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行老化測試。

　　老化是電子產(chǎn)品可靠性的重要保證，是產(chǎn)品生產(chǎn)的最后必不可少的一步。LED產(chǎn)品在老化后可以提升效能，并有助于后期使用的效能穩(wěn)定。LED老化測試在產(chǎn)品質(zhì)量控制是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，但在很多時(shí)候往往被忽視，無法進(jìn)行正確有效的老化。LED老化測試是根據(jù)產(chǎn)品的故障率曲線即浴盆曲線的特征而采取的對(duì)策，以此來提高產(chǎn)品的可靠性，但這種方法并不是必需的，畢竟老化測試是以犧牲單顆LED產(chǎn)品的壽命為代價(jià)的。

　　LED老化方式包括恒流老化及恒壓老化。恒流源是指電流在任何時(shí)間都恒定不變的。有頻率的問題，就不是恒流了。那是交流或脈動(dòng)電流。交流或脈動(dòng)電流源可以設(shè)計(jì)成有效值恒定不變，但這種電源無法稱做「恒流源」。恒流老化是最符合LED電流工作特征，是最科學(xué)的LED老化方式；過電流沖擊老化也是廠家最新采用的一種老化手段，通過使用頻率可調(diào)，電流可調(diào)的恒流源進(jìn)行此類老化，以期在短時(shí)間內(nèi)判斷LED的質(zhì)量預(yù)期壽命，并且可挑出很多常規(guī)老化無法挑出的隱患LED。 有效防止高溫失靈-PTC熱敏電阻用作LED限流器 近年來，發(fā)光二極管(簡稱LED)的發(fā)展已取得巨大進(jìn)步：已從純粹用作指示燈發(fā)展為光輸出達(dá)100流明以上的大功率LED。不久之后，LED照明的成本將降至與傳統(tǒng)冷陰極熒光燈(簡稱CCFL)類似的水平。這使得人們對(duì)LED的下述應(yīng)用興趣日濃： 汽車照明燈、建筑物內(nèi)外的LED光源、以及筆記本電腦或電視機(jī)LCD屏的背光。 大功率LED技術(shù)的發(fā)展提高了設(shè)計(jì)階段對(duì)散熱的要求。就像所有其它半導(dǎo)體一樣，LED不能過熱，以免加速輸出的減弱，或者導(dǎo)致最壞狀況：完全失效。與白熾燈相比，雖然大功率LED具有更高效率，但是輸入功率中相當(dāng)大的一部分仍變成熱能而非光能。因而，可靠的