淺談大功率LED燈的制作及其應用

（福建省三明工貿學校，福建 三明365400）

一、背景

近年來，由于半導體光電子技術的進步，又一代新光源----發光二極管的發光效率迅速提高，預示著一個新光源時代的到來。目前，國產商品化白光發光二極管的發光效率已經達到50lm/w，遠遠超過了15lm/w的白熾燈，光效和60lm/w的熒光燈相近。日本企業今年計劃量產100lm/w以上的白光發光二極管，這一指標超過了80lm/w的稀土三基色熒光燈，逼近光效140lm/w的鈉燈，就發光二極管的技術潛力和發展趨勢來看，其發光效率將達到200lm/w以上，超過當前光效最高的高強度氣體放電燈，成為世界上最亮的光源。因此，業界認為，半導體照明將創造照明產業的第四次革命。

二、半導體發光二極管的應用

半導體照明最大量的應用將是普通照明領域，半導體燈用于普通照明一般要有比較大的功率。雖然就目前的技術狀態來看，商品化發光二極管的成本和光效還不太適合用于大功率的普通照明，但由于發光二極管有安全，長壽命，顏色種類多，不怕閃爍，調控方便等優點，在某些場合應用能夠形成綜合成本優勢，實際上已經開始在大功率照明方面獲得應用。

制造大功率半導體燈既可以用大功率發光管也可以用小功率發光管。但不管是用大功率管還是用小功率管，技術關鍵都是要解決好電源變換問題和燈體的散熱問題。下面分別給出用大功率發光管和用小功率發光管制做半導體燈的實現方案。

（一）大功率半導體燈的驅動方法

發光二極管是電流驅動的器件，因此，電源變換器的功能就是對原始電源做變換，為發光二極管提供穩定的單向驅動電流，保證發光管在比較高的發光效率和比較低的光衰下工作。

用大功率發光二極管制作半導體燈可以使用AP-2B320驅動器，該驅動器用220伏交流市電供電，給發光二極管提供320mA穩定的單向電流，可以串連驅動10----40只1瓦的大功率發光二極管工作。適合制作10—40瓦的半導體燈。該驅動器使用高頻變換技術保持輸出電流的穩定性，效率高，體積小。這種驅動器是模塊化結構，無外圍元器件。驅動器有四根引線，兩根線接交流市電，兩根線接發光管，通電即可工作。驅動器的體積為：50x38x25mm。

用大功率發光二極管制作半導體燈用的發光二極管少，沒有外圍元器件，結構簡單，制作容易。但目前大功率發光二極管價格相對較高，因此，燈的成本高。

（二）用小功率發光二極管制作大功率半導體燈用的管數很多，所以要用串/并聯結構。目前有兩種比較好的技術方案：

方案1：是用ZL-220V/0.5A整流器將交流市電整流濾波，使之成為平滑的直流電，再使用多個DP-2B4驅動器驅動發光管，DP-2B4驅動器是專用的小功率發光二極管驅動器，使用高頻變換技術保持輸出電流的穩定性，效率高，體積小，高壓直流供電，輸入電壓范圍為直流240—350伏，72mA單向電流輸出，可以并聯驅動4串小功率發光二極管，每串串聯管數為5—50只，最多驅動200只小功率發光管。這種驅動器是模塊化結構，有4根引線，兩根線接電源，兩根線接發光管。通電即可工作。驅動器體積為：24x21.5x16.mm。

小功率發光管輸入的功率只有大約50毫瓦，如果要制作30瓦的半導體燈需要用600只小功率發光二極管，600個小功率發光管需要3個驅動器。另外還要配一個帶濾波的整流器。由于輸入電流小，配套的整流器連續工作電流大于300mA即可。

方案2：是使用前述的AP-2B320驅動器直接并聯驅動18--20串小功率發光管，沒串管數10--50只。最多可帶1000只小功率發光管。這種方案燈的結構更簡單，成本也比用多個小功率驅動器加整流器的方案低。

發光管在制造時同一種管型正向壓降也不可能完全一樣，并且發光二極管的管壓降具有負溫度系數，這會導致多串發光管并聯使用時各串之間的電流不一致，因此，多串發光管并聯使用每串發光二極管要串聯一個電阻以平衡各串發光管之間的電流。

小功率發光管制做大功率半導體燈使用的元器件多，結構復雜，裝配麻煩。但由于小功率發光管價格低，燈的生產成本低。