低成本LED溫度變化恒流源解決方案

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用熱敏電阻解決LED因溫度變化而不能恒流的方案，不能解決供電電壓變化引起的LED電流變化，僅對LED電壓比較恒定的情況下有效，供電電壓波動10%以內(nèi)，比如220Vac(200Vac~240Vac)，直流電電源4.5Vdc(4.0~5.0Vdc),超過這個電壓波動范圍,要采用穩(wěn)壓措施。

1、WMZD系列LED溫度補償過流保護熱敏電阻

    WMZD系列專門為LED照明做溫度補償?shù)碾娮瑁�是專門針對LED照明出現(xiàn)的由于溫度引起的LED PN結電壓

VF下降，即-2mV/℃,稱為PN結的負溫效應。該特性在發(fā)光應用上是個致命的缺陷，直接影響到LED器件的

發(fā)光效率、發(fā)光亮度、發(fā)光色度。比如，常溫25℃時LED最佳工作電流20mA，當環(huán)境溫度升高到85℃時，

PN結電壓VF下降,工作電流急劇增加到35mA～37mA,此時電流的增加并不會產(chǎn)生亮度的增加，稱為亮度飽和

。更為嚴重的是，溫度的上升，引起光譜波長的偏移，造成色差。如長時工作在此高溫區(qū)還將引起器件老

化，發(fā)光亮度逐步衰減。同樣，當環(huán)境溫度下降至-40℃時，結電壓VF上升，最佳工作電流將從20mA減小

到8mA~10mA，發(fā)光亮度也隨電流的減少而降低，達不到應用場所所需的照度。
    為了避免上述特性帶來的不足，一般在LED燈的相關產(chǎn)品上，通常采用如下措施：1.將LED裝在散熱板

上，或風機風冷降溫。2.LED采用恒流源的供電方式，不因LED隨溫度上升引起使回生電流增加，防止PN結

惡性升溫。或這兩種方法并用。實踐證明，這兩種方法用于大功率LED燈（如廣告背景燈、街燈）。確實

是行之有效的措施。但當LED燈進入尋常百姓家就碰到如下問題了：散熱板和風冷能否集成在一個普通燈

頭的空間內(nèi)；采用集成電路或諸多元器件組成的恒流源電路，它的壽命不取于LED，而取決整個系統(tǒng)的某

塊“短板”；有沒有吸引眼球的價格。用熱敏電阻補償法來解決LED恒流源問題，既經(jīng)濟又實用。
    我公司生產(chǎn)了一種具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻與負溫度特性的LED串聯(lián)，組成一個溫度系數(shù)極小的電

阻型負載。一旦工作電壓確定后，串聯(lián)回路中的電流，將不會隨溫度變化而變化。通俗地說，當LED隨溫

度升高電流增加時，熱敏電阻也隨溫度下降電阻變小，阻止了回路電流的減少。如果匹配得當，當環(huán)境溫

度在-40℃~85℃范圍內(nèi)變化，見圖1。
2:應用:

從圖1可見，采用熱敏電阻溫度補償方法與采用集成電路等元件組成的恒源相比，熱敏電阻溫度補償法只

用1個熱敏電阻元件就可解決LED恒流源問題，其價格、體積、壽命等優(yōu)勢不言而喻。我們采用的這種正溫

度熱敏電阻WMZD，專為LED應用而研制的，其常用規(guī)格見表1，下面介紹一下該熱敏電阻的應用特性。
20mA LED恒流源WMZD5A20的應用

  我們可以用1只WMZD5A20與5只LED（20mA）串聯(lián)組成一個標準單元，它的LED恒流源電流20mA，工作電壓

U=3V+5×3.4V=20.0V。3V是WMZD5A20電阻壓降，3.4V是LED的正向導通電壓(或2.8V~4.2V),它的恒流特性

見圖1中的電流曲線II。