从led原理分析用恒流供电还是恒压供电

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1、从从 LEDLED 原理分析用恒流供电还是恒压供电原理分析用恒流供电还是恒压供电现在有关这个问题有很多各种不同似是而非的说法,有人说：在 LED 伏安特性 上,电压定了,电流也就定了。所以采用恒压和恒流效果是一样的。有人说 LED 并联时就应该采用恒压电源供电,而 LED 串联时就应该采用恒流电源供电；有人 说,因为 LED 是恒流器件,所以要用恒流源供电；有人说,采用市电供电时就应该 采用恒压电源供电,采用蓄电池供电时,就应该采用恒流电源供电。至于为什么 这样要求,似乎谁也说不明白。 那么,到底是应该采用恒压电源,还是恒流电源供电呢？ 首先来看一下 LED 到底是什么样的器件。因为 LED

2、的亮度是和它的正向电流成 正比,而且一些 LED 的结构决定了它的散热也就是功耗。所以大多数 LED 会给出 额定电流,例如 5 为 20mA,1W 的为 350mA 等,但这并不等于 LED 只能工作于这 些额定电流,更不意味着 LED 就是一个恒流器件。例如 Cree 的 1 瓦 LED 和 3 瓦 LED 是同一型号,电流从 350mA 加大到 700mA,功率就从 1W 加大成 3W,所以这个 LED 可以工作在 350-700mA 之间的任意值。 要深入了解这个问题首先要知道 LED 的伏安特性。 1. LED 的伏安特性 LED 的中文名字就是发光二极管 ,所以它本身就是一个二极管

3、。它的伏安特性 和一般的二极管伏安特性非常相似。只不过通常曲线很陡。例如一个 20mA 的草 帽 LED 的伏安特性如图 1 所示。图 1. 小功率 LED 的伏安特性 假如用干电池或蓄电池供电,那么因为 LED 伏安特性的非线性,很小的电压变化 就会引起很大的电流变化,上图中电源电压在 3.3V 时正向电流为 20mA 的 LED, 如果用 3 节干电池供电,新的电池电压超过 1.5V,3 节就是 4.5V,LED 的电流就会 超过 100mA,很快就会烧坏。对于 1W 的大功率 LED 也是如此,图 2 是某公司 1W 的 LED 伏安特性,而一个 12V 蓄电池的电压,在充满电到快放完电

4、的电压可以从 14.5V 降到 10.5V。相差将近 20。从伏安特性上可以看出,电源电压的 10的变化(3.4V-3.1V),就会引起 正向电流的 3.5 倍的变化(从 350mA 变到 100mA)。图 2. 1W 大功率 LED 的伏安特性 2伏安特性的温度系数 到现在为止,还有很多人以为 LED 电压定了,电流也就定了,所以采用恒压和恒流 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,所以电 压定了,电流并不一定,而是随温度变化的。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。 图 4. 串联电阻只能减小温度的影响,而不能消除其影响 4几

5、个 LED 并联,能不能用恒压电源？ 由于 LED 伏安特性的离散性,不但不同厂家生产的同样瓦数的 LED 伏安特性不一 样,就是同一厂家生产的同一型号的 LED 其伏安特性也是不同的。图 5. 不同厂家和同一厂家生产的 LED 伏安特性的离散性 很明显,假如用恒压电源 3.4V 供电,显然流过每个 LED 的电流都不一样,每个 LED 的亮度也就不一样。所以不能采用恒压电源供电。 5. 多个 LED 并联后,采用恒压电源供电,能不能用不同的串联电阻来使电流平衡？在常温下是可以的,但在温升以后就不能保持了。图 6 中就显示了这个问题,常 温下的 LED 伏安特性以实线表示,两个 LED 的伏安

6、特性在斜率上略有区别,在用 恒压电源 Vo 供电时,选用不同的电阻,可以得到同样的正向电流 Io。但是当温 度升高时,其伏安特性左移,如虚线所示。因为还是原来的恒压和原来的电阻,此 时的电流却变成了 I1 和 I2。不等于原来的 Io 了。图 6. 串联电阻可以在常温下保持其电流不变,但在温升以后就不能保持电流平 衡。 6. N 个 LED 串联后,假如用恒压电源供电,其温度效应(由温升而引起的电流增 加)将会扩大 N 倍, 这是因为所有 LED 串联以后相当于各个 LED 的伏安特性沿电 压轴串联图 6. 多个 LED 串联,相当于多个伏安特性在恒流点叠接,加电以后温度上升,所 有伏安特性左

7、移。温升以后,N 个伏安特性都左移,就使电流的增加也加大了 N 倍。如果采用恒流 电源供电,那么温升以后,仍然能够保持电流恒定为 Io。综上所述,给 LED 供电,一定要采用恒流电源供电,电流恒定以后,不管温度怎么 变化,伏安特性如何左移,电流都不变！结温也就不会恶性循环了！LEDLED 控制系统常见故障及检修方法控制系统常见故障及检修方法A整板不亮，暗亮 1、检查供电电源与信号线是否连接。 2、检查测试卡是否以识别接口，测试卡红灯闪动则没有识别，检查灯板是 否与测试卡同电源地，或灯板接口有信号与地短路导致无法识别接口。（智能 测试卡） 3、检测 74HC245 有无虚焊短路，245 上对应的

8、使能（EN）信号输入输出脚是否 虚焊或短路到其它线路。4、用万用表测量单元板有无正常电压，再测量电源模块电压输出是否正常，如 否，则判断为电源模块坏。5、测量电源模块电压低，调节微调（电源模块靠近指示灯处的微调）使电压达 到标准。注：主要检查电源与使能（EN）信号。 B在点斜扫描时，规律性的隔行不亮显示画面重叠 1、检查 A、B、C、D 信号输入口到 245 之间是否有断线或虚焊、短路。 2、检测 245 对应的 A、B、C、D 输出端与 138 之间是否断路或虚焊、短路。3、检测 A、B、C、D 各信号之间是否短路或某信号与地短路。 注：主要检测 ABCD 行信号。 C全亮时有一行或几行不亮

9、 1、检测 138 到 4953 之间的线路是否断路或虚焊、短路。 2、目测单元板上的行管引出脚是否虚焊；如果是，将引脚焊好。3、用万用表测量行管输出端电压是否正常（万用表测量方法：黑表笔接 GND、 红表笔去测量各个管脚的电压）；如是，则判断行输出端与所对应的模块管脚 断路；如否，测量行管的输入端是否正常；如是，则行管坏、用同型号行管换 之；如否，测量所对应 HC138 的输出端是否正常；如是，则判断 HC138 的输出 端与行管的输入端断路；若否，则判断 HC138H 坏。4、如果以上测量均属正常，则行管本身存在质量问题，用同型号行管换之。D在行扫描时，两行或几行（一般是 2 的倍数,有规

10、律性的）同时点亮 1、检测 A、B、C、D 各信号之间是否短路。 2、检测 4953 输出端是否与其它输出端短路。 E全亮时有单点或多点（无规律的）不亮 1、找到该模块对应的控制脚测量是否与本行短路。 2、更换模块或单灯。 F全亮时有一列或几列不亮 1、在模块上找到控制该列的引脚，测是否与驱动 IC（74HC595/TB62726）输出 端连接。 2、目测单元板上故障所对应的模块管脚及集成电路是 否虚焊、短路、断路； 如是，将引脚焊好。3、用万用表测量 HC595 的输出端【HC595 的输出引脚： 1、2、3、4、5、6、7、15 共八列控制端；测量时应区分红、绿集成电路、顺 序排列为：红、

11、绿（R、G）】电压是否正常；如是，则判断 HC595 输出端与模 块输入端断路；如否，则判断 HC595 坏、用同型号的 HC595 集成电路换之（替 换集成电路 HC595 时，注意电路引线别断开）。G有单点或单列高亮，或整行高亮，并且不受控 1、检查该列是否与电源地短路。 2、检测该行是否与电源正极短路。 3、更换其驱动 IC。 H显示混乱，但输出到下一块板的信号正常 1、检测 245 对应的 STB 锁存输出端与驱动 IC 的锁存端是否连接或信号被 短路到其它线路。 I显示混乱，输出不正常 1、单元板上的连接线、26P 排线及其它一些电路是否正常2、分别检测时钟信号、595OE 端、锁存

12、时钟、138EN 端的信号（26P 共分为 13 组，其中 4 组为时钟、6 组为 595OE 端、7 组为锁存时钟、12 组为 138EN 端） 输入是否正常，如是，则前面单元板输出端有问题，若否，则再查信号送至 HC244 后有无驱动，若否，则判断为 HC244 坏，用同型号的 HC244 换上。 3、检测 HC595 的 11 脚、12 脚、13 脚的输入端及 HC138 的 4 脚、5 脚输入端 有无短路、断路、虚焊，它们各自的电压是否正常，如否，则判断为所对应的 HC595、HC138 坏，用同型号的集成电路换上。3、检测时钟信号是否短路到其它线路。 4、检测单元板的输出端有无短路现

13、象。注：主要检测时钟与锁存信号。 J显示缺色 1、检测 245 的该颜色的数据端是否有输入输出。 2、检测该颜色的数据信号是否短路到其它线路。 3、检测该颜色的驱动 IC 之间的级连数据口是否有断路或短路、虚焊。 注：可使用电压检测法较容易找到问题，检测数据口的电压与正常的是否 不同，确定故障区域。 K输出有问题 1、检测输出接口到信号输出 IC 的线路是否连接或短路。 2、检测输出口的时钟锁存信号是否正常。 3、检测最后一个驱动 IC 之间的级连输出数据口是否与输出接口的数据口 连接或是否短路。 4、输出的信号是否有相互短路的或有短路到地的。 5、检查输出的排线是否良好。L. 单元板出现八点

14、或 16 点行、列或单点不亮、长亮、暗亮。 1、目测故障所对应的模块引脚及引线有无短路、虚焊、断路。2、每小区（单元板共分上下两小区）的上下、左右模块之间共用连接线是否正 常（将万用表置与响铃端，测量模块行输入端及各个控制输入端的引线连接）， 若是则判断为模块坏，如否，可直接用细电线代替接通即可消除。3、可用万用表直接测量单个模块是否正常，如是，则判断为电路板与模块间的 内部短路，如否则判断为模块坏，用同型号模块替换。M单元板出现几行或整小区（单元板共分上下两小区）不亮、长亮、暗亮。 1、目测所对应的行管、穿心电感、集成电路是否虚焊、短路、断路，如是，将 短路处断开及虚焊、断路处重新焊好。2、

15、用万用表测量各个行管输出端电压是否正常（万用表测量方法：黑表笔接 GND、红表笔去测量各个管脚的电压）；如是，则判断行输出端与所对应的模块 管脚断路；如否，测量行管的输入端是否正常；如是，则行管坏、用同型号行管换之；如否，测量所对应 HC138 的输出端是否正常；如是，则判断 HC138 的 输出端与行管的输入端断路；如否，则判断 HC138 坏。3、用好的 16P 排线替换试一下，测量 HC138 地址输入 端 1、2、3 引脚电压、 选通端 4、5（低电平有效）、6（高电平有效）及集成电路供电是否正常，如 是，则判断为 HC138 坏，再则以（2）续查。（4）两小 区之间的 5V 连接线是

16、 否断开，如是，可直接用同等电源线连通（一般现象为整小区不亮、暗亮）。4、测量单元板输入端的行信号（金手指 26P 可视为 13 组，其中 8、9、10、11 分别为 L0、L1、L2、L3 四组行信号）有无内部短路、断路及输入 HC244 后驱动 是否正常，如是，则测量经 HC244 驱动输入 HC138 的信号是否正常，再以（2） 续查，如否，则判断为 HC244 坏，用同型号的集成电路替换。N. 单元板出现小区（单元板共分上下两小区）无红色或无绿色。 1、目测故障所对应的集成电路、26P 排线有无虚焊、断路及 5V 电源供电是否 正常（可直接用好的 26P 排线替换）。2、单元板之间的 26P 连接线（26P 排线的 1、2 脚为红信号，3、4 脚为绿信号） 以及前面的单元板输出（判断方法：拿一根长的 26P 论排线交叉互换连接出 现 正常，则判断为后面有问题；反之，则前面有问题）是否正常，如是，再测量 输入到 HC244 红信号，驱动后送至 HC595 的 14 脚是否正常（如是，并且 HC595 其它引脚都正常，则判断 HC