高壓LED簡介及其優(yōu)缺點探討

　　那么我們來看一下到底這種高壓LED有何優(yōu)缺點。

　　1、功率耗散和散熱器大小：有的報道宣稱1W的高壓LED的電壓為50V，電流為20mA;而普通低壓的1W LED電壓為3V，電流為350mA，所以“同樣輸出功率的高壓LED在工作時耗散的功率要遠低于低壓LED，這意味著散熱鋁外殼的成本可大大降低。”，這個說法顯然是不成立的。耗散功率的大小主要由LED的發(fā)光效率決定，而不是由其標稱功率決定。標稱功率不等于輸入功率。如果要決定散熱器的大小，應當是在同樣的發(fā)光效率來計算。通常認為對于目前100lm/W的發(fā)光效率來說，其真正的電光效率(就是由電能變成光能的效率)只有30%左右，就是只有30%的電能轉換為光能，其余的70%的電能都轉換為熱能而需要經(jīng)過散熱器散去。所以對于具有同樣發(fā)光效率的1W高壓LED和普通低壓LED來說，其變成熱能的部分都是0.7W，需要通過散熱器散去。所以這種高壓LED所需要的散熱器大小在同樣的輸入功率和同樣的驅動電源效率的情況下是不會有什么差別的。

　　2、AC/DC轉換器的效率：在同文中認為“輸入和輸出壓差越低，AC到DC的轉換效率就越高”。該文還認為因為220V輸入時，高壓LED只要4個串聯(lián)就是200V，和220V只差20V。而用低壓LED，即使是10個串聯(lián)正向壓降也只有30V，和220V相差很大。所以“如采用高壓LED，變壓器的效率就可以得到大大提高，從而可大幅降低AC-DC轉換時的功率損失，這一熱耗減少又可進一步降低散熱外殼的成本。” 實際上做過AC/DC恒流驅動的人都知道，AC/DC轉換器的效率幾乎是和最后的輸出電壓沒有什么關系。可能變壓器次級的電流大了會增加一些銅損，但是這是很小的，還不至于影響到散熱器的設計。真正影響AC/DC轉換器的效率的因素還有很多，例如非隔離的轉換器效率就比隔離型轉換器的效率要高很多(因為通常非隔離轉換器根本就不用變壓器，只要采用了變壓器，不管變比是多少，都會大大降低效率);此外，隔離型反激式的輸出整流二極管的損耗也會影響效率，為了提高整流二極管的效率最好采用肖特基二極管，而如果輸出是200V高電壓，那么是很難買到這種高壓肖特基二極管，即使買到其價格也是很高的，如果采用同樣低效的普通整流二極管，那么其效率也不可能提高。。所以認為輸出電壓高，可以大大降低轉換器的功率損失，甚至也能降低散熱器的成本的說法也是不確切的。

　　3、“高壓LED減小了LED的面積”，的確如此。例如：對于一個36W的LED，如果采用36個1W的LED那么就會占據(jù)很大的面積，而如果做一個集成的36W高壓LED，那么就只要很小的面積(圖3)。這個看上去是優(yōu)點，但如果從散熱的觀點來看就未必是優(yōu)點。因為假如二者的發(fā)光效率相同的話，那么它們將要散發(fā)的熱量是相同的。而在一個很小的面積里要散發(fā)出大量的熱量，這在散熱器的設計中將是一個大難題。

　　圖3.集成LED和普通LED在面積上的差別

　　實際上，集成LED的生產廠商已經(jīng)注意到這個問題，而且做了很多改進。首先是減小其熱阻。一般的1WLED的熱阻大約在6-9°C/W，而集成LED的熱阻可以減小到2°C/W甚至更小。其次它的背板改用紫銅，以改進其導熱。然而這些措施并不能從根本上改善小面積高熱量這個基本狀況。為了快速地將熱量導出，唯一的辦法是采用熱管。而這反而會增加散熱器的成本。同樣，由于高壓LED的底板采用了紫銅，那么和它直接接觸的散熱器部分也必須采用紫銅而不能采用鋁，因為二者的膨脹系數(shù)不同，直接接觸會產生縫隙而影響導熱。如果采用紫銅散熱器就會增加成本。所以這種高壓LED不僅不會降低散熱器的成本，反而會增加散熱器的成本。

　　4、“高壓LED可以根本不需要變壓器”。在不少的報道中都把高壓LED和AC-LED相提并論。所以認為高壓LED可以根本不需要恒流電源(圖4)。

　　圖4.通常把高壓LED和AC-LED相提并論