分析大功率LED燈的驅(qū)動方法及其應用技術(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溫度系數(shù)，這會導致多串發(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體燈使用的元器件多，結(jié)構(gòu)復雜，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。

　　大功率半導體燈的熱設計

　　燈體的熱結(jié)構(gòu)設計是制作半導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)光管制作的半導體燈和1瓦管制作的半導體燈管芯溫度相同，3瓦管制作的燈燈體溫度應該比用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體燈，因為在輸入一定的電功率時，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。