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    華巨公司新研發LED溫度補償用熱敏電阻解決LED因溫度變化而不能恒流的方案，使用本方案交流、直流電源均可，本方案不能解決供電電壓變化引起的LED電流變化，僅對電源電壓比較恒定的情況下有效，電壓波動范圍不能超過10%。如果電壓波動超過10%應采取相應的穩壓措施。比如220Vac(200Vac~240Vac)，（交流電源只需要整流，不需要濾波）直流電電源4.5Vdc(4.0~5.0Vdc),超過這個電壓波動范圍,要采用穩壓措施。

與一般LED恒流源相比，該標準單元有不怕負載開路的優點，也不怕負載短路，當短接5個LED后，回路電流急劇上升，引起WMZLED溫升，WMZLED阻值迅速增大，可有效阻止電流繼續上升。經過反復實驗后發現，負載短路后，短路電流可由130 mA迅速下降到60 mA的穩定值，如在電源的允許范圍內，不會損壞電源。

一、什么是LED ?

LED（Light Emitting Diode），又稱發光二極管，它們利用固體半導體芯片作為發光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的載流子發生復合，放出過剩的能量而引起光子發射產生可見光。

二、LED有哪些優點?

三、權威預測

半導體照明將在未來5-10年內取代現有傳統光源。

"未來白光LED將更加便宜，市場總體容量將快速增長。"許志鵬樂觀地指出，據美國能源部預測，2010年前后，美國將有55%的白熾燈和熒光燈被LED替代，可能形成一個500億美元的大產業。而日本提出，LED將在今年大規模替代傳統白熾燈。日、美、歐、韓等國均已正式啟動LED照明戰略計劃。

美國能源部預測，到2010年前后，美國將有55%的白熾燈和熒光燈將被嵌在芯片上的發光體---半導體燈替代。 日本計劃到2008年用這種半導體燈替代50%的傳統照明燈具。科學家測量發現，在同樣亮度下，LED的電能消耗僅為白熾燈的1／10，壽命則是白熾燈的100倍。由于ＬＥＤ具有節能、環保、壽命長、體積小等優點，專家們稱其為人類照明史上繼白熾燈和熒光燈之后的又一次飛躍。根據美國能源部（DOE）的預計，傳統照明器件的徹底更新換代將在2010年開始啟動，然而許多LED供應商都希望將這個啟動時間再提前一到兩年。

四、繼澳大利亞 歐盟欲讓白熾燈兩年內"下課" 2007-3-16

2007年3月9日，在英國倫敦街頭，成串的彩燈閃爍。剛剛結束的歐盟首腦會議通過了一系列旨在提高能效的措施。9日結束的歐盟春季首腦會議已經達成協議，兩年內歐洲各國將逐步用節能熒光燈取代能耗高的老式白熾燈泡，以減少溫室氣體排放。在這之前，澳大利亞已率先通過停止使用白熾光燈泡法令。

五、LED照明產值將超千億美元 同方正發力

同方股份副總裁兼董秘孫岷近日向記者透露，公司的高亮度LED照明項目已基本實現產業化，目前已經有20條生產線投產，其產業化技術達到世界先進水平，規劃2008年年底生產線將達到50條，形成綠色照明的規模化效應。預計我國2008年應用市場規模將達540億元，到2010年，中國半導體照明及相關產業產值將超過1000億美元的規模，其中高亮度芯片國內增長率將高達100％。

六、首爾半導體期望能取得全球照明市場之中1,000億美元的份額。

韓國首爾半導體公司現正計劃用LED取代傳統的照明燈，目前 Acriche 60流明/瓦特的亮度在2007年第四季提升五成至80流明/瓦特, 而每一模組為250流明; 在2008年第四季達至120流明/瓦特, 而每一模組為400流明, 期望能取得全球照明市場之中1,000億美元的份額。

七、澳大利亞與新西蘭將率先停止使用白熾光燈泡

澳大利亞政府最近宣布，為了減少溫室氣體的排放量，澳大利亞將禁止除醫療用以外的白熾燈的使用。據此，到2012年時澳大利亞將減少400萬噸溫室氣體的排放。

而據2007年2月21日《The Dominion Post》報道，新西蘭能源部長David Parker建議參照澳大利亞的做法，新西蘭也應在未來兩到三年內禁止使用普通白熾光燈泡，用節能環保的熒光燈泡（Florescent Eco Bulb）取代。澳大利亞環境部長Malcolm Turnbull說，澳大利亞2010年將推行新的民用照明標準，通過新標準的實施，2012年可減少溫室氣體排放400萬噸。

據悉，這種新型熒光燈泡主要從中國進口。

八、為什么首選樓道燈來應用LED

九、LED燈能直接替換現在的樓道燈嗎？

不能。由于現在大家使用的樓道燈是白熾燈，根本就無法用LED燈或節能燈去替換，所以如果要換用LED燈就必須也要同時換用聲光控開關。現在有專用的一體化的LED聲光控樓道燈，直接就使用220V的市電，非常方便使用。我們將強烈建議樓道燈的使用電壓用直流的24V，其好處和原因我們會另文介紹。隨著技術發展和成本的降低，LED燈取代節能燈也就成為必然的了。

十、LED驅動電源的分類及特性

一、剛剛開始起步成本高

照明成本不僅涉及燈具的初始成本，還涉及燈具所消耗的能源成本，燈具無法正常工作時更換燈具所需的勞動成本，以及所需燈具更換的平均頻率。從這一概念出發就很容易理解，為什么LED光源是白熾燈光源價格的50倍左右時，LED交通信號燈的市場就開始啟動，而當達到28倍時，就已形成新興產業。目前半導體照明主要以光色照明和特殊照明為主，以后將向普通照明擴展。具體來講，近幾年內，半導體照明市場將廣泛應用在各種信號燈、景觀照明、櫥窗照明、建筑照明、廣場和街道的美化、家庭裝飾照明、公共娛樂場所美化和舞臺效果照明等領域。事實上，我們身邊已經隨處可見它的身影：電腦顯示燈、手機按鍵和屏幕的背光源、汽車尾燈、建筑物燈光、交通信號燈……等等。

二、不一致性帶來的問題：

理論上LED都一樣，都是能發光的二極管，而實際上所有LED的電性能都是有差異的，眾多的廠家都在搶生產進度、抓數量；每個廠家的生產工藝是不一致的，甚至相差很大，就是同一廠家的不同時間的工藝都是有差異的；生產發光二極管的半導體材料的純度要求非常高，不同廠家使用的半導體原材料的純度是有差異的，這就使LED的發光強度與驅動電流是不完全相同的，或者相差很大，而且耐過電流能力和發熱的差異也就自然而然的不同了；由于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，所有的廠家都在研究和開發新材料，以求解決組合材料的熱彭脹與散熱的問題。由此不難看出,LED發光二極管在短期內仍存在個體之間的很大的差異，如果每個燈只用一個LED，那是很好控制的，而且是真正的長壽命，例如電視機、DVD上的電源指示燈就是如此；而當我們用LED制作照明燈具時，就不是用單個的LED，而是用多個，或上百上千個LED排成陣列接入電路，再者，需要的亮度就不是指示燈所能做到的，而電流大了、小了亮度都要減弱，且會使壽命大打折扣，甚而致于未出廠就壞掉了；因LED的差異性總是存在的，在多個LED組成的連路中，當有幾個壞掉時(通常是短路)，會使電流增大而損壞其他的LED。這就是不一致性帶的結果，也是制約其發展的因素之一。

三、驅動電路復雜成本高、故障率高

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，必須要設計復雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。

b.在電流供應方面，LED的正常工作電流在15mA-18mA，供電電流小于15mA時LED的發光強度不夠，而大于20mA時，發光了強度也會減弱，同時發熱大增，老化加快、壽命縮短，當超過40mA時會很快損壞。為了延長LED照明燈的使用壽命，簡易電源是不能使用的，而常用集成電路電源、電子變壓器、分離元件電源等，但都要設計恒流源電路和恒壓源電路供電的方式，大電流驅動時，要配大功率管或可控硅器件，另加保護電路，這樣就使LED的電源供應器電路很復雜，故障率增加。元件成本、生產成本、服務成本都將升高。而目前LED本身的成本就高，加上電源的成本，這就大大地限制了市場的競爭力與購買群體，LED照明燈的優勢大打折扣，這也是制約其發展與普及的又一關鍵問題。

一、剛剛開始起步成本高

照明成本不僅涉及燈具的初始成本，還涉及燈具所消耗的能源成本，燈具無法正常工作時更換燈具所需的勞動成本，以及所需燈具更換的平均頻率。從這一概念出發就很容易理解，為什么LED光源是白熾燈光源價格的50倍左右時，LED交通信號燈的市場就開始啟動，而當達到28倍時，就已形成新興產業。目前半導體照明主要以光色照明和特殊照明為主，以后將向普通照明擴展。具體來講，近幾年內，半導體照明市場將廣泛應用在各種信號燈、景觀照明、櫥窗照明、建筑照明、廣場和街道的美化、家庭裝飾照明、公共娛樂場所美化和舞臺效果照明等領域。事實上，我們身邊已經隨處可見它的身影：電腦顯示燈、手機按鍵和屏幕的背光源、汽車尾燈、建筑物燈光、交通信號燈……等等。

二、不一致性帶來的問題：

理論上LED都一樣，都是能發光的二極管，而實際上所有LED的電性能都是有差異的，眾多的廠家都在搶生產進度、抓數量；每個廠家的生產工藝是不一致的，甚至相差很大，就是同一廠家的不同時間的工藝都是有差異的；生產發光二極管的半導體材料的純度要求非常高，不同廠家使用的半導體原材料的純度是有差異的，這就使LED的發光強度與驅動電流是不完全相同的，或者相差很大，而且耐過電流能力和發熱的差異也就自然而然的不同了；由于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，所有的廠家都在研究和開發新材料，以求解決組合材料的熱彭脹與散熱的問題。由此不難看出,LED發光二極管在短期內仍存在個體之間的很大的差異，如果每個燈只用一個LED，那是很好控制的，而且是真正的長壽命，例如電視機、DVD上的電源指示燈就是如此；而當我們用LED制作照明燈具時，就不是用單個的LED，而是用多個，或上百上千個LED排成陣列接入電路，再者，需要的亮度就不是指示燈所能做到的，而電流大了、小了亮度都要減弱，且會使壽命大打折扣，甚而致于未出廠就壞掉了；因LED的差異性總是存在的，在多個LED組成的連路中，當有幾個壞掉時(通常是短路)，會使電流增大而損壞其他的LED。這就是不一致性帶的結果，也是制約其發展的因素之一。

三、驅動電路復雜成本高、故障率高

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，必須要設計復雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。

b.在電流供應方面，LED的正常工作電流在15mA-18mA，供電電流小于15mA時LED的發光強度不夠，而大于20mA時，發光了強度也會減弱，同時發熱大增，老化加快、壽命縮短，當超過40mA時會很快損壞。為了延長LED照明燈的使用壽命，簡易電源是不能使用的，而常用集成電路電源、電子變壓器、分離元件電源等，但都要設計恒流源電路和恒壓源電路供電的方式，大電流驅動時，要配大功率管或可控硅器件，另加保護電路，這樣就使LED的電源供應器電路很復雜，故障率增加。元件成本、生產成本、服務成本都將升高。而目前LED本身的成本就高，加上電源的成本，這就大大地限制了市場的競爭力與購買群體，LED照明燈的優勢大打折扣，這也是制約其發展與普及的又一關鍵問題。

華巨公司解決方案

      LED發光二極管出現在上個世紀七十年代，僅有紅、黃、綠三色，經過幾十年科學術的發展、努力，LED白光管出現了，價格也正走近老百姓的口袋，將以節能、長壽、價廉的優勢猛烈沖擊著統治了照明領域三個世紀的白織燈，LED燈進入千家萬戶的時代到了。LED用于日常照明的眾多優點，本文不再累述。眾所周知，PN結半導體器件正在向導通后，結電壓VF隨環境溫度上升而下降，即：-2mv/℃，稱PN結的負溫度效應，利用該特性可制成溫度傳感器，但該特性在發光應用上卻是致命的缺陷，直接影響它的發光效率。發光亮度、發光色度。通俗舉例，常溫25℃時，選擇LED最佳工作電流20mA，當環境溫度升到85℃，結電壓VF下降,工作電流急劇增加到35-37mA，見圖一,電流曲線Ⅰ,溫度下降至-40℃時，結電壓VF上升，最佳工作電流將從20mA減小8-10mA.,發光亮度也隨電流的減少而降低，達不到場所所需的照度。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
       為了避免上述不良現象，一般在LED的相關產品上，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隨溫度上升引起電流增加，防止PN結惡性升溫，或兩種方法并用。實踐證明，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，風冷能否集約在一個普通燈頭的空間；采用集成電路或諸多元器件組成的恒流源電路，它的壽命和可靠性不取決LED，而取決整個系統的某塊“短板”；.與熒光節能燈相比，有沒有吸引眼球的價格。
     華巨電子另辟蹊徑，采用具有正溫度系數的熱敏電阻與負溫度特性的LED串聯，組成一個溫度系數極小電阻型負栽。一旦工作電壓確定后，串聯回路中的電流，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，熱敏電阻也隨溫度升高，電阻變大，阻止了回路電流上升，當LED隨溫度下降，電流減小時，熱敏電阻也隨溫度下降電阻變小，阻止了回路電流的減少。如匹配得當，當環境溫度在-40℃~85℃范圍內變化時，LED的最佳工作電流不會明顯變化，見圖一電流曲線Ⅱ。（串入熱敏電阻的電流曲線Ⅱ，與沒有串入熱敏電阻的電流曲線Ⅰ對照圖）從圖一可以看到，采用熱敏電阻溫度補償方法與集成電路等元件組成的恒流源相比，有著異曲同工之處，但最大的差異是用一種元件就解決了LED的恒流問題，其價格、體積、壽命等優勢也不言而喻。

   正溫度熱敏電阻WMZLED，是南京華巨電子有限公司專為LED應用研制。

常用規格見表一.

說明：其中A型C型相對B型價格更便宜

一、WMZLED-A20在20mA恒流源中和WMZLED-A30在30mA恒流源中的應用原理

由一只WMZLED-A20與五只LED（20mA）串聯組成一個標準單元，它的恒流電流20mA，工作電壓U=VR＋5×VF＝3V+5×3.4V＝20.0V.。3V是WMZLED-A20在25℃時的壓降，3.4V是LED的正向導通電壓VF（或2.8-4.2V）。當環境溫度每升1℃時，5只串聯的LED VF下降2mV×5＝10mV；5A20的壓降升高10mV，保持了串聯回路的總電流不變，它的恒流特性見圖一電流曲線Ⅱ。與一般恒流源相比它有不怕負載開路的優點，也不怕負載短路，當短接5個LED后,回路電流急劇上升，引起WMZLED溫升，WMZLED阻值迅速增大，有效阻止電流繼續上升，反復實驗，負載短路后，短路電流由130mA迅速　下降到60mA的穩定值，如在電源的額定范圍內，不會損壞電源。由多個5A20標準單元的串聯組合，可獲得相應的LED的數量，及工作電壓，如用12個標準單元相串聯的電路，可支持60個LED燈，工作電壓可接近220V。WMZLED-A30應用方法與WMZLED-A20的應用方法相同，只是WMZLED-A30能夠驅動電流更大的30mA的LED。

二、WMZLED-B100在100mA恒流源中、WMZLED-B300在300mA恒流源中、WMZLED-B350在350mA恒流源中的應用原理

由一只WMZLED-B100與五只并聯的LED(20mA)串聯組成一個標準單元，它的恒流電流100mA,工作電壓U=VR＋VF＝0.65V+3.4V=4.05V，0.65V是WMZLED-B100 電阻25℃時的壓降，3.4V是LED的正向導通電壓（或2.8V-4.2V），當環境溫度每升1℃，LEDVF下降2mV，5B100壓降升高2mV，保持了串聯回路內的總電流不變，它的恒流特性見圖二,電流Ⅱ。它有不怕負載短路的特點，反復實驗，當短接5個LED后，短路電流由600mA迅速下降到280mA穩定值。要增添LED的只數,可用多個5B100標準單元的并聯組合,要提高工作電壓,可用多個5B100標準單元的串聯組合.如由3個5B100標準單元串聯，可支持15個LED，工作電壓U＝3×4.05V＝12.15V。WMZLED-B300與WMZ-B350與WMZLED-B300與15只20mA的LED并聯或者并聯10只的30mA的LED。C300的工作電壓U=VR＋VF＝0.50V+VF，,B350的工作電壓U=VR＋VF＝0.50V+VF，VF為LED的正向導通電壓（或2.8V-4.2V）

圖2

     WMZLED LED恒流源補償熱敏電阻為了滿足要求可以串聯使用，或者并聯使用。如下圖所示。

WMZLED的電流過補償保護特性

熱敏電阻WMZLED還具有電流過補償特性，即熱敏電阻的正溫變化率大于發光管的負溫效應成為過補償，圖3所示是一條隨溫度上升而減少的下陡曲線。這一點與LED的另一典型特性是一致的，即允許電流在40℃后隨溫度上升相應減少，使LED的功耗控制在額定范圍內，確保LED的最長壽命。WMZLED電流過補償保護特性，正好可以滿足LED對電流的要求，這也是一般的LED恒流源不具備的。

過補償保護應用在以下幾處更顯優勢：1.全年或每天環境溫差大，如室外照明的街燈、廣告燈、車燈；2.低電壓大電流LED燈（WMZLED-B100具有低內阻、小壓降）；3.價高的大功率LED單個保護。

WMZLED過補償保護特性的典型應用電路接法見圖4，與標準單元串聯一個相同型號的WMZLED熱敏電阻，即可發揮過補償作用，如果增加2個或3個WMZLED熱敏電阻會加深補償作用，但如果實償太深，常溫下LED電流地低，會影響發光效率。我們可以通過實驗，選出保護功能與發光效率兼顧的最佳方案。下圖為，采用2R和3R的電流溫度對照圖。

過補償電流溫度曲線見上圖

不帶恒流補償電阻與帶恒流補償電阻溫度電流曲線見上圖

該電流特性正好滿足了LED在40℃以上電流相應的減少，使LED的功耗在而定的范圍內，確保最長壽命。

應用問答

問1、用單元電路進行積木式組合時對電路的要求。

答：   由N個單元電路串聯后的工作電壓之和，確定直流電源的輸出電壓，由N路單元電路的電流之和，確定直流電源的輸出電流，如采用輸入電壓有較大變化的220V AC/DC轉換的直流電源，請考慮穩壓措施。

問2、WMZLED單元電路中的LED數目能否增減，會影響恒流特性嗎？

  答： 型號WMZLED-A20 WMZLED指驅動型正溫熱敏點電阻，A指串聯，20指20mA，這是最佳組合，如串聯3只或4只LED恒流曲線是一條下陡的曲線（過補償曲線）完全可以應用；如串聯6只或7只LED恒流曲線是一條上翹的曲線（欠補償曲線），組合后進行檢測，如在高溫80℃時，回路電流不超過25mA LED的最大值仍然可以用，新組合單元的工作電壓U=3V+VFXN工作電流20mA。

型號WMZLED-B100 WMZLED指驅動型正溫熱敏點電阻，B指并聯，100指100mA，這是最佳組合，如并聯3只或4只LED恒流曲線是一條下陡的曲線（過補償曲線）完全可以應用；如并聯6只或7只LED恒流曲線是一條上翹的曲線（欠補償曲線），組合后進行試驗檢測，回路電流在高溫80℃時還在額定值內 仍然可用，新組合單元的工作電壓這樣確定，用可調式直流電源接入新組成的單元電路，將回路的電流調到最佳值（N個LED電流值之和），對應的電壓即工作電壓U。

問3、采用標準直流電源24V、12V、9V、4.5V時如何組和應用

答：原則上先考慮單元電路的串聯個數，后選擇LED的VF電壓。

     例1 12V電源：應采用3個WMZLED-B100單元電路串聯，單元電路典壓為12V/3=4V,4V-0.65V(B100的壓降)=3.35V，應選用3.3V或者3.4V的LED（該方也法適用于24V電源）。

     例2 4.5V電源：應采用1個WMZLED-B100單元電路串聯，單元電路典壓為4.5V-0.65V(B100的壓降)=3.85V，應選用3.8V或者3.9V的LED（該方法適也用于9V電源）。

問4、 4.5V電源和VF=3.4V的LED有沒有選擇的余地？如何組合？

     答：應采用1個WMZLED-B100單元電路，它的工作電壓為3.4+0.65V(B100的壓降)=4.05V，在串聯上一個單獨的WMZLED-B100電阻，總電壓為4.05+0.65V(B100的壓降)=4.7V，完全可以接入4.5V標準電源，它的恒流曲線是一條下陡的曲線（過補償曲線）完全可以應用。（參見圖3過補償曲線）

 問5、組合后的LED燈如何測試它的效果？

     答：采用熱敏電阻補償法的LED恒流源，具有電路簡潔，組合方便，適用于各種需求。應用中的檢測方法也很簡單，只用一支電流表串在回路中，在常溫20℃∽30℃時調好最佳工作電流（20mA或者30mA），并做好記錄，在低溫-40℃記下電流值，在高溫80℃寄下電流值，三點溫度對比一般電流誤差值在10%以內，即為合格。利用溫度表、冰箱、暖風機或者電吹風就可以把制作好的LED燈性能進行檢驗，該應用組合變化無窮，可自我鑒定，相信你會把它應用的更好

 問6、如何在市電220V中直接使用WMZLED熱敏電阻對LED進行恒流控制？

     答：如果電網電壓波動不超過7%，即可不使用穩壓電路，超過7%就要進行穩壓處理，成本將大大增加。

1.按照下圖接好電路，用萬用表mA檔串入電流校測點中，接通220V市電，串聯回路電流應在18-22MA時即合格,如偏差較大如15MA和25MA,是因所選用的LED電壓差異,可在最后一組單元里增、減LED數量,達到20MA左右的額定值。

2.用調壓器將220V升至235V(220VX1.07倍),串聯回路電流不應大于25mA,如大于25mA,應增加LED題數,直至將電流降到25mA以下。

3.LED可以脈動電流驅動發光,不會產生頻閃現象,不需用電容濾波,不用電容可防止因電容擊穿造成短路故障。

4.制成產品后,可用電熱吹風,溫度計升溫到80℃觀察電流變化,不大于25MA即合格.

圖3

一、LED的220V交流供電方案

一、4W LED燈220V交流供電的基本電路

圖4

圖四LED燈220V交流供電的基本電路，220V經1A橋式整流后，接入由熱敏電阻A20和5只LED/20mA組成的單元電路，共計12組，計算12組的工作電壓＝(3V+3.3V×5)×12＝234V，(式中3V是恒流用5A20的壓降，3.3V是LED的電壓)，計算電壓大于220V，可放心接入220V整流電源，接入后回路電流應在18~20mA之間，因LED的電壓離散性較大，在3.0V~3.6V之間，如檢測回路電流大于20mA，可增添一只LED或一只5A20電阻，將電流降下來，反之可減去一只LED，將電流升上去。該LED燈實耗功率4.5W，其中用作恒流的12只A20，共耗用0.72W，直接用于發光的60只LED，共耗用3.78W，電源轉換效率達84%。整組燈亮度接近8W熒光燈。本方案基本電路簡單，可靠，高效，具有實用性。

關于220V橋式整流后未按常規并聯慮波電介電容的說明：
1、LED可用脈動電流驅動發光,橋式整流后的電流是每秒100個連續正弦波，過零時間非常短，不會感覺有頻閃現。
2、并聯電容后，雖對輸出電流起平滑濾波作用，但對輸出電壓有1.1~1.4倍的提升作用，并聯電容量的大小,和接入負載的大小等因素,使提升后的電壓值很難正確計算，電路的、滿載出電壓也變化較大，與LED的工作電壓較難配匹。
3、電介電容常處于沖電放態狀，其壽命遠遠低于LED，是一塊致命的短板，在電子熒光燈的故障中,電容擊穿最屬常見，綜合以上原因，不用為宜。

   關于未采用防瞬間高壓和市電過壓保護措施的說明：

1、瞬間高壓有兩類：操作浪涌、感應雷浪涌。采用熱敏電阻補償的LED電路是個電阻型負載,不是容性或感性負載，在操作時不會產生浪涌電壓，無需采取保護措施,本驅動電路自身不會產生電磁噪聲(采用AC/DC開關電源供電除外,見圖五,圖六)，也不受電磁干攏,是個綠色光源，它頻繁開關不會降低使用壽命(熒光燈就遠不能相及)。防止供電線路感應雷浪涌的措施，一般常用氧化鋅壓敏電阻保護，實際上要匹配好相應等級的壓敏電阻較困難，需用專業手段檢測效果，所以筆者沒有采用，由電網安全系統去考慮。

2、市電220V充許有±7%波動，即204V~236V范圍內變化，當電壓低于220V時，LED是安全的，當高于220V時，筆者對圖一電路做過反復試驗，用調壓器將220V提升到250V(提升13.6%)，回路電流實測25mA，在LED的充許范圍內，還是安全的，過電壓大于250V時，因考慮防范成本太大，也由電網安全系統去考慮。總之，驅動電路不應成為制約價格的瓶頸，不要研發成家電，LED燈要走平民化線。

二、 LED調光臺燈、杯燈

如將圖4電路稍作改變，變成LED直流調光燈,見下圖5

圖5

晶體管三極管13002與220K電位器(帶開關)組合成調光電阻，當燈全亮時，回路電流20mA，13002導通(壓降0.7v)時近無功耗，當燈半亮時10mA，13002耗0.34W，當燈低亮時5mA，13002耗0.26W，該電路簡單可靠，調光效果好,制作成本極低。如家中有白織燈調光臺燈，按圖6線路圖接法，無需改動雙向可控硅調光電路，就可變成LED交流調光燈，更節電。實樣見照片1.

圖6

照片1

LED是冷光源,可選用色彩繽紛的塑料口杯、咖啡杯當燈罩，做成情調各異的裝飾杯燈、筒燈、臺燈、床頭燈，另取聚乙烯塑料瓶蓋、碗蓋或廢舊碟片，剪成與燈罩相配的形狀,作電路板用，LED排例時用針穿孔定位，將兩腳插入，在反面焊接，連成電路即可。做杯燈、筒燈建議選用30度角聚光LED，有定向投光效果，做臺燈、床頭燈宜選用漫射光LED，如草帽燈,食人魚,光線柔和。

三、LED日光燈、頂燈

做個室內日光燈或頂燈按圖4電路，60只LED相當8W熒光燈的亮度，明顯不夠，如并聯成二路，用120只LED，可相當16w熒光燈。并聯成三路，用180只LED，可相當25W熒光燈，以此類推。因用市電220V直接整流輸出，電源內阻極小，可并聯任意路燈不會引起整流輸出電壓變化，僅需考慮整流管的承受電流。也可以不增加并聯路數，選用30mA的高亮LED(如食人魚)或0.3W/100mA的LED，來達到提高亮度的需求。表一例出多種WMZLED單元電路，用積木式組合，滿足各種需求的LED燈。當頂燈的熒光燈管或電子鎮流器壞了，可以借殼換個長壽的LED芯，應是個不錯的辦法。

四、大功率LED路燈、庭燈

做個60W LED路燈、庭燈見圖7。

圖7

選用WMZLED-B300（B350）與1W/300mA（350mA）的LED組成的單元電路，共60組，計算串聯后的工作電壓U＝(0.5V+3.4V)×60＝234V,(式中0.5V是恒流用C300的壓降,3.4V是1W LED的電壓),計算電壓大于220V，可接入橋式整流電源，接入后檢則回路電流，應在260~280mA為宜，再將電壓提升到250V時,觀察電流應不大于320mA，若偏離較大，可增、減單元電路個數獲得最佳電流。WMZLED-B300(B350)熱敏電阻專為1W/300mA(350mA) LED恒流沒計，25℃時,電流通過它時產生0.5V壓降，當溫度上升，阻值變大，壓降隨之上升+2mV/℃，剛好補償LED的-2mV/℃，使回路電流不因溫度升降，始終恒定在300mA以下,考慮室外的環境惡劣，電路中增加電阻R和一個雙金屬片熱保護器組成的熱保護電路，熱保護器型號選用TP1(或17AM)，要求額定電壓250V，額定電流2.5A，帶常閉觸點一組，觸點斷開溫度根據LED芯片的耐溫度選擇，例如進口LED耐溫120℃的芯片己出現，一般芯片選擇保護器的斷開溫度80℃(或85℃)，TP1的復位溫度是低于斷開溫度20℃，當燈具內溫度上升到80℃，常閉觸點斷開，R接入串聯回路，限流開始，R的阻值選150Ω/5w時，回路電流降至175mA左右,選200Ω/7w時，回路電流降至160mA,左右，可按實際情況選擇R的阻值。限流開始后，燈具殼體溫度隨之下降，當溫度下降到60℃以下時，常閉觸點復位，R被短路，退出限流。保護器解決了恒流源無法解決的矛盾，恒流源雖能將LED的電流恒定在安全范圍內，但由于環境惡劣或燈具散熱狀況不良，常引起高熱不退,長時工作在80℃以上溫區，也會引起LED光衰，當LED路燈未采取強冷措施時，這辦法很實用,優點是簡單可靠，低成本(TP1雙金屬熱保護器2~3元/個)，缺點是以降底亮度保護LED的安全，如果燈具有空間，利用熱保護器的常開觸點，驅動微型風扇排熱降溫，效果更好。
    60W LED燈的制作需注意,,WMZLED-B300電阻是無引線貼片式，與LED的連接必須是在同一面散熱基板上，焊在LED引出電極上，直接敏感每只LED的溫升，恒流效果好，溫度保護器TP1可貼在散熱基板正面或反面，見照片2。

照片2

  做個180W的LED街燈，可選用C350與3W/700mA大功率LED的單元電路組合。

五、大功率LED舞臺調光燈D 

  給60W或180W LED燈加個雙向可控硅交流調光電路(見圖三交流調光)，就成為舞臺調光專用燈，LED除選白光，根據舞臺需要，選用紅光、綠光、黃光，交流調光器在開關電器市場上能買到成品，名稱叫調速調光開關(15元/個)， 500W 250V 它采用4A/400V的雙向可控硅，完全可勝任。

六、選用開關電源驅動LED 

 220V可采用AC/DC開關電源降壓后驅動大功率LED燈，它轉換效率高，體積小，恒壓輸出，是低壓驅動大功率LED燈常用方案。圖8是二只C350并聯后與3W/700mA LED組成的單元電路,3W LED電壓應選3.5V，三組單元電路串聯后的工作電壓U＝(0.5V+3.5V)×3＝12V。

圖8

圖9的開關電源是一款摩托羅拉手機充電器,交流輸入100V~250V，直流輸出4.4V 1.1A可驅動三路由2只C300串聯后與1W/300mA  LED組成的單元電路,LED電壓選3.5V，工作電壓＝0.5V×2+3.5V＝4.5V。

圖9

220V也可采用變壓器降壓整流后驅動大功率LED燈，應用見圖七

圖10

變壓器降壓效率低，體積大，電源內阻大，3W6V的變壓器，整流后輸出電壓空載時5.0V左右，滿載時4.0V左右，空滿載電壓變化大，與LED工作電壓不易匹配，因簡單可靠，有時也選用。

二、LED的電池供電方案

在電池供電的照明領域里，如車船照明燈、信號燈、應急燈、頭燈、手電及太陽能街燈，LED己成功地替代了白熾燈、熒光燈、氙燈，它的驅動電路多采用LED專用恒流集成電路，因廠商的專用設計，給研發制作多樣化的LED燈帶來了局限，我們選用三端穩壓集成電路與WMZLED的組合，給研發制作LED燈擴展了空間，節約了成本。

 一、LED車船照明燈、應 急 燈、太陽能路燈

  圖11是LED車船照明燈、應急燈的基本電路。

圖11

     采用24V充電電池，LM317三端可調穩壓集成塊，A30單元電路12路并聯(共用30mA高亮LED60顆)，制成后的LED燈亮度接近15W熒光燈。計算5A30單元電路的工作電壓U＝3V+3.3V×5＝19.5V，調正R2阻值，將LM317輸出電壓調到19.5V后，將LED接入,此時總電流應在350~360mA（30mA×12），因LED的電壓值差異，電流若偏離較大，再微調R2將總電流調到360mA內，R2調正完畢防上變動，需用相同值的固定電阻替。.LM317最大輸出電流1.5A，不帶散熱板時耗散功率2W，帶200×200×4mm散熱板可達15W，LM317是壓降型穩壓塊，所以輸入與輸出的壓差盡量要小，功耗不能大于額定值，計算圖八電路的功耗，假設24V電池充電后最大值28V，LM317輸出電壓最小值18V，壓差10V,總電流0.36A，則功耗＝10V×0.36A＝3.6W，大于LM317不帶散熱板的功耗2W,此時應考慮安裝散熱器。LM317內部有過熱、過流保護，安全可靠，易購，價格又低(0.6~0.8元/片)，是廣大電路設計者喜愛選用的三端穩壓器之一.

  圖12是輸出電流達3A的LM317的擴流電路。

圖12

 用24V蓄電池供電,15只3W/LED組成的45w大功率LED照明燈，調正R2使輸出總電流2100mA（700mA×30），熱保護器TP1的常開觸點與微型風扇組成自動風冷裝置。

     圖13是LM317輸出100V.1A的穩壓電路。

圖13

 雖然廠商手冊標明LM317的最大輸入電壓37V，但只要保持輸入與輸出的壓差在10V以內，而且WMZLED與LED的組合后是電阻型負載，開,關時沒有沖擊電流，該電路是安全可靠的，二極管D是防電池極性反接保護，R2調正輸出電壓(接上負載后,也可以調正輸出電流)，此電路應用于110V電池組供電，B300與LED/300mA單元電路組成的25W照明燈。  

圖14是太陽能路燈應用電路。

圖14

當有光照時，太陽能電池板通過太陽能路燈控制器，向12V蓄電池充電。夜晚，蓄電池通過控制器向LED燈提供12V的恒壓電源。LED燈由3個B100單元電路串聯組合，發光管選用20mA/3.3V，它的工作電壓U＝(0.65V+3.3V)×3＝11.85V。按太陽能電池板的功率，及實際照明亮度的需求，可設計二路或多路LED燈的并聯。                                              

二、 LED頭燈、手電燈

圖15是用于6V可充電電池供電的LED頭燈,手電燈電路。 

圖15

  采用LM1117-3.3v低壓差三端穩壓塊，SOT-223封裝(貼片型)，價格低廉(0.6~0.8元/片)，輸出電流300mA時,無需安裝散熱器.，在接地端串入可調電阻R2成為可調式穩壓電路，R2值從100Ω~240Ω范圍內選擇，輸出電壓可在3.5V~4.1V內相應變化，剛好滿足各種LED的電壓需求，C300與1W/LED的單元電路用來作遠光照射，5B100與5只20mA/LED作近光照射，電路板實物見照片3。

照片3

 圖16是用于3.6V的.鋰電池、鎳氫電池或4V干式鉛蓄電池供電的LED手電筒電路。

圖16

     選用20mA/3.0V(或3.4V)的LED與5B100組成的單元電路,與電源電壓3.6V(或4.0V)匹配。

三、 LED 汽車車燈

     以上LM317、LM1117屬壓降型DC/DC轉換，在輸入與輸出壓差較小時首選應用，但壓差越大，轉換效率越低，此時應選用開關型DC/DC轉換電路，34063是一塊通用、易購、價廉(0.60~0.80元/片)的開關升、降壓集成電路，外圍電路元件較少，見圖17

 圖17

    用于汽車LED車燈，輸入電壓12V，輸出電壓1.25~8V可調，最大輸出電流700mA，選用1W 300mA的LED，按亮度需要可從1顆LED、2顆LED、4顆LED三種組合中任選。選用紅光,黃光,白光LED，分別可做成汽車尾燈、轉向燈、側燈。選擇組合2、3時,計算工作電壓＝2×（0.5V＋VF}，調正R2的阻值將輸出電壓調到相應計算電壓值(空載)，接入負載后(滿載)，再加大R2的阻值，將回路電流微調到280~300mA，選擇組合3時，應將電流微調到560~600mA。R2調正好后，防止阻值變動，應用固定電阻替代。

總之，用熱敏電阻補償法是眾多LED恒流驅動技木中比較可靠，實用，價廉的方法之一，相信你在實踐時會應用得更好。

三、LED顯示屏防光衰的應用

大型LED數字顯示屏、點陣顯示屏的光衰現象，一直是使用過程中的維護難題，除采用風冷降溫，LED還必需采用恒流措施。由1個或多個LED組成的像素點（或稱像素管、模塊），在計算機系統控制下交替點亮，它的負載是動態的，采用IC集成電路恒流源不能與它匹配。采用MZD熱敏電阻來解決，不需改動原電路結構，只要在每個像素點（像素管,模塊）前或后，串一只WMZLED熱敏電阻，補償成電阻型“燈泡”，就方便、經濟地解決了LED顯示屏光衰現象。根據像素點的LED的電流及串，并聯只數，來選擇WMZLED。如像素管是由4~6個LED/18~20mA串聯組成,可用一只WMZLED-A20熱敏電阻串在該回路內,當環境溫度在－40℃~120℃變化時,LED像素管電流始終維持在18~20mA.，有效地防止了LED的光衰,并且A20熱敏電阻的功耗小于60毫瓦。

圖18  LED數字顯示器

 如LED像素模塊是100mA,可用一只WMZLED-B100串入回路.如模塊是200mA,可用二只B100并聯后串入回路,B100功耗小于65毫瓦。

圖十五  LED點陣顯示屏

     總之，WMZLED熱敏電阻在LED大型顯示屏中防光哀的應用，是一項LED驅動技術的創新，無需復雜檢測手段，先動手做一個像素管，用溫度計，電流表，烘箱或暖風器，你就可以實踐證明它的效果。  

關于LED光源應用的簡介：

         LED照明行業是一個新興的行業，它以其獨特的優點深受人們的青睞。如今在光電工程中，提高光效，節約能源和高可靠性已經成為人們共同追求的目的。我們在討論和使用LED光源時，都會想到LED的壽命長、節約能源、亮度高等特點。也正是因為如此LED光源才倍受歡迎。LED光源雖有以上優點，卻并不如人們所說的那么神奇。只有給其配上合適、高效的LED電源、合理的電路設計、完善的防靜電措施、正確的安裝工藝才能充分發揮和利用LED光源的以上優點。下面我就LED光源在工程應用中的一些常識做簡單的介紹，供大家參考。

二、LED壽命的理解

    LED的使用壽命，一般認為在理想狀態下有10萬小時。實際在使用過程中其光強會隨使用時間的推移逐漸衰減，即電能轉化為光能的效率逐漸降低。我們能真正使用的有效光強范圍應在其衰減到初始光強的70%以上時，壽命是否可以定義為光效逐漸降低至

70%的時間段。目前還沒有明確的國家標準用來衡量。而且LED的使用壽命與其芯片的質量和封裝技術、工藝直接相關，據某LED封裝廠的試驗數據有些芯片在20mA條件下連續點亮4000小時后其光亮度衰減已達50%。但是隨著技術、工藝的提高，光衰時間越來越緩慢，即壽命也越長。

三、LED的節能及可靠性

    LED是電流控制元件，通過流過的電流，直接將電能轉變為光能，故也稱光電轉換器。因其不存在摩擦損耗和機械損耗，所以在節能方面比一般的光源的效率高，但是LED光源并不能像一般的普通光源一樣可以直接使用電網電壓，它必須配置一個電壓轉換裝置，提供滿足其額定的電壓、電流，才能正常使用，即LED專用電源。但是各種不同的LED電源其性能和轉換效率各不相同，所以選擇合適、高效的LED專用電源，才能真正體現LED光源高效特性。因為低效率的LED電源本身就需要消耗大量電能，在配合LED的使用過程中根本就體現不出LED的高效節能特性。而且LED電源也必須是高可靠性電源，才能使LED光源系統長壽命。