在過(guò)去的幾年里，現(xiàn)代的LED的改善的功效已經(jīng)允許工程師使用較少的芯片在其照明燈具，以達(dá)到相同的光輸出作為舊的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵的好處是降低了成本和簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。今天的芯片，抗干擾能力強(qiáng)已經(jīng)允許工程師通過(guò)增加正向電流進(jìn)一步單個(gè)LED的提升亮度和削減它們的數(shù)量甚至進(jìn)一步在給定的設(shè)計(jì)中采取的做法的一個(gè)階段進(jìn)一步的。

 

然而，盡管LED燈亮，在更高的驅(qū)動(dòng)電流更亮，增加亮度正值藥效降低成本（芯片具有最高的效力在相對(duì)較低的電流，請(qǐng)參閱技術(shù)展區(qū)文章“確定LED的效率下垂的原因”）。這增加功耗和否定一些減少部件的增益的成本超過(guò)的照明裝置的壽命。增加的功率消耗也使芯片運(yùn)行更熱，縮短其壽命。

 

本文介紹了成本，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，功耗和長(zhǎng)壽之間的權(quán)衡，在高驅(qū)動(dòng)電流運(yùn)行一個(gè)給定的LED應(yīng)用。

 

 

在LED的初期，當(dāng)時(shí)初出茅廬的技術(shù)提供更少的光，比今天更脆弱，工程師建議，以限制LED的驅(qū)動(dòng)電流，以最大限度地提高療效，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

 

然而，二十年的發(fā)展（圖1）已經(jīng)看到LED光效飆升，耐高結(jié)溫，從提高驅(qū)動(dòng)電流導(dǎo)致顯著增加。許多工程師質(zhì)疑為什么低驅(qū)動(dòng)電流仍然是必要的，當(dāng)這樣的電流限制芯片的輸出的能力的一小部分。

 

歐司朗高功率LED圖像

圖1：今天的高功率LED允許用于照明器材的給定輸出的芯片更少。

 

另外，從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，如LM-79，LM-80和TM-21的證據(jù)越來(lái)越多顯示，現(xiàn)代LED能夠在溫度會(huì)迅速殺死了上一代的設(shè)備進(jìn)行數(shù)萬(wàn)小時(shí)的工作。

 

制造商通過(guò)提供可以推比年初350毫安設(shè)備更難芯片鼓勵(lì)使用更高的驅(qū)動(dòng)電流。 Cree的的XLamp MK-R，例如，是一個(gè)120流明/瓦，1000流明（在1.4 / 6 V）的LED，其可以被驅(qū)動(dòng)以高達(dá)2.5 A.同樣，飛利浦Lumileds的LUXEON M為134流明/瓦，1000流明（2.8 A / 2.8 V）芯片，該芯片可驅(qū)動(dòng)高達(dá)4.8 A.

 

然而，由于強(qiáng)勁的現(xiàn)代LED是，沒(méi)有在多大程度上這種策略可以采取的限制。而增加驅(qū)動(dòng)電流提高發(fā)光度，也成倍增加功耗和向上推的溫度。特別是 - 從主電源供電的照明應(yīng)用，一定程度增加了功耗，當(dāng)交易抵銷降低LED計(jì)數(shù)的其他好處，但工程師仍需要做出關(guān)于燈具的工作點(diǎn)一個(gè)明智的決定是可以接受的低功率消耗吹捧的LED的其它光源相比的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。

 

此外，擁有現(xiàn)代化的熱管理技術(shù)和產(chǎn)品，同時(shí)更高的結(jié)溫現(xiàn)在可以在固態(tài)照明被容忍的，在有限的空間中使用的技術(shù)，例如，穿工裝夾具可以有多熱得到安全上限

 

 

如何做一個(gè)設(shè)計(jì)工程師知道在他或她的申請(qǐng)LED的最佳工作點(diǎn)？這在很大程度上取決于當(dāng)然該應(yīng)用程序，但實(shí)際上沒(méi)有明確的答案。關(guān)鍵是要確定關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)。例如，最終產(chǎn)品的購(gòu)買成本可能超過(guò)產(chǎn)品的壽命為代價(jià)更大的能量消耗的口授更少的LED。或限制色度漂移（隨溫度增加 - 參見(jiàn)技術(shù)展區(qū)的文章“關(guān)于白光LED色度熱效應(yīng)”）可能是重要的，高品質(zhì)的照明燈具，要求更多的LED各驅(qū)動(dòng)而以較低的電流，以保持溫度降下來(lái)。

 

然而，一個(gè)好的出發(fā)點(diǎn)是檢查有正向電流的影響功耗和有效性。

 

正向電流與功效很少詳述在LED數(shù)據(jù)表。表格療效數(shù)據(jù)也往往難以追查。但是，使用正向電流（IF）與正向電壓（VF），并正向電流與相對(duì)光度數(shù)據(jù)計(jì)算這一關(guān)鍵指標(biāo)是相對(duì)簡(jiǎn)單的。另一種有用的數(shù)字是在給定的中頻典型的流明輸出。該數(shù)據(jù)通常可以從制造商的數(shù)據(jù)表。

 

LED亮度（ΦV），功率消耗，和功效（η）然后可以計(jì)算與中??頻。如前所述，峰功效用于LED發(fā)生在相對(duì)低的IF和尾部脫穩(wěn)步作為電流接近最大等級(jí)［1］。

 

圖2和3示出的正向電流（IF）與正向電壓（V F）和正向電流對(duì)相對(duì)亮度為歐司朗OSLON SSL 150的白光LED，一個(gè)流行的用于照明應(yīng)用的設(shè)備。根據(jù)制造商的數(shù)據(jù)表，這個(gè)LED產(chǎn)生147流明的142流明/瓦的功效時(shí)，在350 mA和2.95 V.但是VF中頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，LED能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá)1 A的，所以讓我們考慮一個(gè)1100流明的照明燈具兩種設(shè)計(jì)方案。（為了便于計(jì)算，已經(jīng)假定該LED驅(qū)動(dòng)器是100％的效率）。

 

針對(duì)正向電流正向電壓的圖片

圖2：對(duì)正向電流的OSLON SSL 150白光LED的正向電壓。

 

對(duì)相對(duì)亮度的正向電流為OSLON SSL 150白光LED的圖片

圖3：對(duì)相對(duì)亮度正向電流OSLON SSL 150白光LED。

 

在第一個(gè)假設(shè)的例子中，設(shè)計(jì)者選擇了驅(qū)動(dòng)LED在350mA（因此 - 如圖2 - 在2.95伏的正向電壓）。制造商的數(shù)據(jù)表顯示，每個(gè)LED產(chǎn)生這些操作條件下，147流明。功耗為1.03W¯¯所以療效142流明/瓦。以獲得從夾具輸出所需的設(shè)計(jì)者將需要1100流明/ 147流明= 8個(gè)LED。因此，夾具的總功耗將是8.24 W.

 

一位同行的設(shè)計(jì)師已決定采取另一條路線并且選擇推高驅(qū)動(dòng)電流，讓她可以減少燈具的LED數(shù)量，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和切割的材料清單。此時(shí)的設(shè)計(jì)者選擇了 800毫安的驅(qū)動(dòng)電流（內(nèi)LED的能力以及）。圖2示出的正向電壓將攀升至3.18 V.圖3示出了在此驅(qū)動(dòng)電流的LED的相對(duì)發(fā)光度已攀升至1.9，所以現(xiàn)在每個(gè)裝置產(chǎn)生1.9×147流明，或周圍279流明。然而，每個(gè)設(shè)備的電力消耗現(xiàn)在已增加至2.54 W和功效已經(jīng)下降到110流明/瓦。以達(dá)到1100流明指定的輸出，照明器具的這種替代設(shè)計(jì)將需要四個(gè)LED所以設(shè)計(jì)者已取得一定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。然而，總功耗已經(jīng)攀升至10.2 W（對(duì)原設(shè)計(jì)增加了超過(guò)20％）。

 

當(dāng)心的缺點(diǎn)

 

增加驅(qū)動(dòng)電流升壓LED亮度是一個(gè)很好的方式，以減少LED的數(shù)量在照明設(shè)計(jì)與指定的輸出。更少的LED降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜性，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品;但設(shè)計(jì)師應(yīng)該知道的缺點(diǎn)的。首先，LED是在更高的驅(qū)動(dòng)電流效率較低，增加（給定輸出）功耗燈具采用更少的設(shè)備。其次，更高的驅(qū)動(dòng)電流增加LED結(jié)溫，縮短設(shè)備壽命。第三，既高驅(qū)動(dòng)電流和較高的溫度已經(jīng)顯示出導(dǎo)致色度漂移遠(yuǎn)離要設(shè)計(jì)預(yù)定色點(diǎn)。這樣的漂移是難以控制，并會(huì)導(dǎo)致相同的設(shè)計(jì)，不同的投光，這可能導(dǎo)致消費(fèi)者的失望。