影响LED灯泡灯安全与质量的要素分析

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时间：2016-06-15 20:39:12

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影响LED灯泡灯安全与质量的要素分析　　节能 1.引言　　随着电子、材料技术的不断发展，LED照明继钨丝灯、荧光灯、气体放电灯之后成为了人类第四代照明产品，其具备寿命长、光效高和等

　　节能 1.引言

　　随着电子、材料技术的不断发展，LED照明继钨丝灯、荧光灯、气体放电灯之后成为了人类第四代照明产品，其具备寿命长、光效高和等显著优点，在节能环保发展的战略下，将在照明领域具有广阔的发展前景。传统白炽灯的电光转换效率只有5%左右，而LED球泡灯的电光转换效率甚至已超过50%，远高于白炽灯。因此，国内也正大力推动LED照明市场的发展。但是，LED照明市场现阶段并不是很成熟，下游市场准入门槛也不高，而各个厂家的标准各异，技术能力水平参差不齐，导致出现大量LED产品质量和安全问题。

　　LED球泡灯包括外部结构和内部结构，其外部结构包括灯头、散热器、泡壳；而内部结构包括驱动电源和LED灯板（铝基板和LED）。下文将主要从驱动和散热两个方面分析影响其质量和安全的因素。

　　2.LED球泡灯的驱动电源选择

　　LED必须有匹配的驱动电源才能正常工作，我们知道，LED芯片在正常使用情况下寿命已经超过10万小时，但一般的驱动电源寿命却只有3万小时以下，因此驱动电源的寿命不匹配、可靠性不足等问题直接影响LED产品的安全及寿命。电解电容对频率很敏感，高频电路中使用发热厉害且易爆炸，根据相关研究数据，驱动电路里电解电容是引起驱动电源失效的最主要因素，选择高品质的电解电容能有效延长驱动电源的寿命。根据通用的电解电容寿命估算方式“每降低10℃，寿命增加一倍”，那么，有效控制驱动电源工作环境温度，可使其寿命更长。

　　图1 某型号1WLED的伏安特性曲线

　　另外，选择正确驱动方式的驱动电源意义重大。驱动电源给L E D提供正向电流使其工作，通常LED亮度输出与正向电流成正比，但白光LED在大电流下会出现饱和现象，发光效率大幅度降低，甚至造成永久伤害。LED的主要结构为PN结，其伏安特性是流过芯片PN结的电流随着施加到PN结两端上的电压变化的特性，与普通整流二极管一样，LED具有非线性特性，特别大功率LED的伏安特性曲线很陡，细微的电压变化会引起电流很大的波动。如图1所示，电源电压的10%的变化，就会引起正向电流的350%的变化。过大的电流容易导致LED结温升高而损坏，过小的电流会使LED亮度不足。很多人以为根据伏安特性，LED电压定了，电流也就定了，所以驱动采用恒压和恒流是一样的。实际上，LED的伏安特性并不是固定的，而是随温度而变化的。这是因为是LED是一个二极管，它的伏安特性具有负温度系数的特点，如图2所示。

　　　　图2 LED伏安特性的温度特性

　　因为是负温度系数，也就是随着温度的升高，其伏安特性左移，若电压为恒定，那么电流就会增加，如果散热不好，LED的温度上升的很快。如图2，假定采用3.3V恒压源常温下工作在20mA，而温度升高到85度时，电流就会增加到37mA，而其亮度并不增加。电流增加只会使它的温升更高，这样就会增加光衰，降低寿命。当常温下工作在20mA时，到了-40度时，电流就会降低至8-10mA，亮度大大会降低。