- LED的伏安特性
- 伏安特性與溫度的關系
- 各種連接方案與恒流的保持
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4.串聯電阻只能減小溫度的影響，而不能消除其影響
[page]
4．幾個LED并聯，能不能用恒壓電源？
由于LED伏安特性的離散性，不但不同廠家生產的同樣瓦數的LED伏安特性不一樣，就是同一廠家生產的同一型號的LED其伏安特性也是不同的。
圖5.不同廠家和同一廠家生產的LED伏安特性的離散性
很明顯，假如用恒壓電源3.4V供電，顯然流過每個LED的電流都不一樣，每個LED的亮度也就不一樣。所以不能采用恒壓電源供電。
5.多個LED并聯后，采用恒壓電源供電，能不能用不同的串聯電阻來使電流平衡？
在常溫下是可以的，但在溫升以后就不能保持了。圖6中就顯示了這個問題，常溫下的LED伏安特性以實線表示，兩個LED的伏安特性在斜率上略有區別，在用恒壓電源Vo供電時，選用不同的電阻，可以得到同樣的正向電流Io。但是當溫度升高時，其伏安特性左移，如虛線所示。因為還是原來的恒壓和原來的電阻，此時的電流卻變成了I1和I2。不等于原來的Io了。
圖6.串聯電阻可以在常溫下保持其電流不變，但在溫升以后就不能保持電流平衡。
6.N個LED串聯后，假如用恒壓電源供電，其溫度效應（由溫升而引起的電流增加）將會擴大N倍，這是因為所有LED串聯以后相當于各個LED的伏安特性沿電壓軸串聯，圖6.多個LED串聯，相當于多個伏安特性在恒流點疊接，加電以后溫度上升，所有伏安特性左移。
溫升以后，N個伏安特性都左移，就使電流的增加也加大了N倍。如果采用恒流電源供電，那么溫升以后，仍然能夠保持電流恒定為Io。
