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 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(-1.52.5mV/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,所消耗的功率就高達12.25W顯然是不能接受的,即使把電阻降低到10歐姆,其功耗仍然有1.225W。比LED本身的功耗還要大。為了減小這種功耗,就必須把電阻再減校然而,減小電阻的結果是使得由溫升所引起的電流變化還是照樣加大。所以,串聯電阻決不是一個好辦法。

圖4. 串聯電阻只能減小溫度的影響,而不能消除其影響

　　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。

　　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。

圖5. 不同廠家和同一廠家生產的LED伏安特性的離散性

　　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。(編輯：仰望星空)

　　專家解讀LED產業的投資機會和市場戰略

　　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。

　　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。