LED照明燈存在的問(wèn)題和解決辦法

　　稱(chēng)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，其節能、環(huán)保、亮度高、功耗小、壽命長(cháng)、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，前景極為廣闊；在室內照明的起步階段，還有其固有的缺點(diǎn)，主要表現在以下幾方面：

　　1、不一致性帶來(lái)的問(wèn)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(chǎng)家的生產(chǎn)工藝是不一致的，甚至相差很大，就是同一廠(chǎng)家的不同時(shí)間的工藝都是有差異的；不同廠(chǎng)家使用的半導體原材料的純度是有差異的，這就使LED的發(fā)光強度與驅動(dòng)電流是不完全相同、耐過(guò)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(wèn)題等。由此不難看出,LED發(fā)光二極管在短期內仍存在個(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、DVD上的電源指示燈；而當我們用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果，也是制約其發(fā)展的因素之一。

2、驅動(dòng)電路復雜的問(wèn)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.伏的低電壓驅動(dòng)，必須要設計復雜的變換電路，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)光強度不夠，而大于20mA時(shí)，發(fā)生光衰而導致LED老化，同時(shí)發(fā)熱大增，老化加快、壽命縮短，當超過(guò)50mA時(shí)會(huì )很快損壞，為了延長(cháng)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，大電流驅動(dòng)時(shí)，要配大功率管或可控硅器件，另加保護電路，要恒流、恒壓電路供電，這樣電源電路復雜，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(chǎng)的競爭力與購買(mǎi)群體。

　　二、LED照明電路的特點(diǎn)：

　　A、多LED燈的串、并聯(lián)矩陣結構；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(guò)大，超過(guò)50mA，較小的電壓變化引起較大的電流變化。所以控制過(guò)電流即可，這為電路的簡(jiǎn)化提供依據。

　　三、解決問(wèn)題的方法：

　　如果用WHPTC過(guò)流保護器作保護，從原理可知，當電路的電流超過(guò)規定值時(shí)會(huì )訊速的自動(dòng)保護，在排除故障后又自動(dòng)復位，無(wú)需人工更換。對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的電路保護上具有絕對的優(yōu)勢，讓簡(jiǎn)易電源供電變?yōu)楝F實(shí)。實(shí)踐證明，在LED電路出現故障以前就有效保護了。如下圖可見(jiàn)，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(chǎng)競爭力。

　　四、型號選擇：

　　可選擇WH6-XXX 到 WH250-XXX 的 20mA-到-15A 中的所需型號。對LED進(jìn)行無(wú)損保護，延長(cháng)壽命。例如：WH250-020 用在220V、20mA的LED電路中，當電流超過(guò)40mA時(shí)，WHPTC在20秒左右保護。
專(zhuān)家指點(diǎn)：WHPTC保護時(shí)，其續電流使LED繼續點(diǎn)亮，只是光暗而不是熄滅，這是其它保護電路不具備的優(yōu)點(diǎn)，如果是干擾電流或電壓導致保護，則干擾過(guò)去后，LED自動(dòng)恢復正常點(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(guān)等燈具的電路保護：

　　各種LED日光燈、球泡燈、杯燈、吸頂燈、路橋燈、交通燈、隧道燈、護欄燈、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(chǎng)燈、節日燈、工藝燈、線(xiàn)條燈、氣車(chē)燈等LED燈。
大功率LED技術(shù)的進(jìn)步也使得設計階段的散熱考慮變得越來(lái)越重要。為了避免LED的加速老化，或者最壞情況的完全報廢，LED本身不能過(guò)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，在設計階段就必須考慮采用良好的散熱來(lái)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驅動(dòng)電路時(shí)，則必須考慮器件的散熱。

　　確保LED芯片不致過(guò)熱的一個(gè)重要指標就是正向電流。在實(shí)際使用中，經(jīng)常將工作電流設置在一個(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(guò)熱。然而，如果LED的工作電流與溫度不相關(guān)，就會(huì )帶來(lái)一個(gè)很大的問(wèn)題：當溫度過(guò)高時(shí)，LED的工作條件就超出了其規范的要求。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驅動(dòng)電路中的熱敏電阻

　　因此，人們希望控制LED的驅動(dòng)電流并使之降低LED額定工作條件。某些價(jià)格昂貴的LED驅動(dòng)IC可以實(shí)現這種功 能，它采用內部或外部的溫度傳感器來(lái)感知溫度并進(jìn)行反饋控制。而我們則希望通過(guò)在LED驅動(dòng)電路中采用PTC熱敏電阻來(lái)提供一種簡(jiǎn)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的數量，所以成本可以降低。此外，可以采用價(jià)格低廉的驅動(dòng)IC，或者甚至也可以采用不具有集成溫度管理功能的驅動(dòng)電路。
　　● 可以設計一個(gè)不需要IC控制，但仍能夠根據環(huán)境溫度調整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(guò)熱保護功能，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前后的拓撲結構比較圖

　　淺談LED產(chǎn)品老化 我們在應用LED時(shí)經(jīng)常會(huì )出現這樣種問(wèn)題，LED焊在產(chǎn)品上剛開(kāi)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 )出現暗光、閃動(dòng)、故障、間斷亮等現象，給產(chǎn)品帶來(lái)嚴重的損害。引起這種現象的原因大致有：
1．應用產(chǎn)品時(shí)，焊接制程有問(wèn)題，例如焊接溫度過(guò)高焊接時(shí)間過(guò)長(cháng)，沒(méi)有做好防靜電工作等，這些問(wèn)題95％以上是封裝過(guò)程造成。
2．LED本身質(zhì)量或生產(chǎn)制程造成。 預防方法有：
1.做好焊接制程的控制。
2.對產(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，但在很多時(shí)候往往被忽視，無(wú)法進(jìn)行正確有效的老化。LED老化測試是根據產(chǎn)品的故障率曲線(xiàn)即浴盆曲線(xiàn)的特征而采取的對策，以此來(lái)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(wèn)題，就不是恒流了。那是交流或脈動(dòng)電流。交流或脈動(dòng)電流源可以設計成有效值恒定不變，但這種電源無(wú)法稱(chēng)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(guò)電流沖擊老化也是廠(chǎng)家最新采用的一種老化手段，通過(guò)使用頻率可調，電流可調的恒流源進(jìn)行此類(lèi)老化，以期在短時(shí)間內判斷LED的質(zhì)量預期壽命，并且可挑出很多常規老化無(wú)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(lái)，發(fā)光二極管(簡(jiǎn)稱(chēng)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冷陰極熒光燈(簡(jiǎn)稱(chēng)CCFL)類(lèi)似的水平。這使得人們對LED的下述應用興趣日濃： 汽車(chē)照明燈、建筑物內外的LED光源、以及筆記本電腦或電視機LCD屏的背光。 大功率LED技術(shù)的發(fā)展提高了設計階段對散熱的要求。就像所有其它半導體一樣，LED不能過(guò)熱，以免加速輸出的減弱，或者導致最壞狀況：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大的一部分仍變成熱能而非光能。因而，可靠的