LED照明设计有哪些技术障碍

 
　　LED照明设计有哪些技术障碍?在迅速发展的LED照明设计中，大多数人将注意力集中在高亮度(HB)LED的调光控制策略上。不过，HB LED照明应用的本质要求我们将更多的注意力转移到散热控制上。

　　虽然LED制造商通过大幅提高每瓦的流明数正在降低HB LED照明设计的技术障碍，但与光输出相比，仍有更多的电能转化为要散发出去的热量。因此需要一个散热管理的总体战略，以确保LED散发的热量可控制为一个温度的函数。

　　因此电子控制电路必须能够处理触发点设置和增益设置。另外需要记住的很重要一点是， 事实上LED需要能够应付三个潜在的散热源：自发热、环境温度和LED电子控制。如果LED照明采用的是远程电子控制，那么这将不是一个问题，不过EMC可能是一个问题。

　　使用可变电阻作为调光元件的方法对HB LED来说也是不切实际的，因为电阻上消耗的功率太大了，而且需要专用的绕线电阻。例为了驱动一个1W LED，需要从12V电源产生350毫安电流，在全亮度时，约2.5W将被浪费在调光电阻上。而且如果电阻与LED的位置很接近，该电阻产生的附加热量将只会使散热问题变得更加严重。

　　当然，导通元件也可以是晶体管，这意味着功耗发生在晶体管，而不是可变电阻上。这种方法通过生成对数响应、以及用于热控制和亮度定义的负(NTC)或正(PTC)温度系数热敏电阻，提供了更多的灵活性。然后，只要稍加一点想象力就可以很容易地想到用光反馈方法来进行自动亮度控制。

　　晶体管可采用任何类型：MOSFET、NPN双极型或PNP双极型。一些更崇拜数字技术的工程师仍然认为，MOSFET是这一应用的更好选择，因为它们的低导通电阻!但事实上，不管你选择什么类型的硅晶体管，其线性功耗是一样的。它仍是以热形式表现出来的浪费的功率，而且这一热量需要设计师考虑如何散发出去。

　　利用热敏电阻的LED散热控制的最简单实现方法采用了一个PTC元件。这是一个热复位保险丝，它可以用来作为一个过流或过热保护元件，如果它紧靠LED安装的话。

　　PTC元件提高了随温度增长的标称低电阻，一直到其触发点。因此，它并不起隔离作用。PTC是一个非线性元件，当温度升到约125℃时它会产生一个有效的开关动作。但到达这一点以前，温度并不会以某种受控方式随著LED电流降额曲线而减少。

　　此外，LED照明策略会由于过温情况而要求一个零光输出吗?LED的主要用途是照明而不是自我保护。过热和降温可能导致一个热循环，而这将导致LED的低频闪烁。

　　NTC热敏电阻的电阻值会随著温度产生连续的但非线性的变化。随温度的变化值取决于特定NTC元件的β值，典型的数字是2700、3590和4400。标称电阻值通常指的是25℃下的数值，目前市面上的NTC热敏电阻的电阻值从10欧姆到几兆欧姆不等。

　　与线性或开关稳压器一起使用时，热敏电阻通常用作控制元件。电阻随温度的变化值可以通过一个公式计算出来，但通常以-40℃至150℃温度范围内的一个电阻值表表达出来。