圖文詳解——直接用鋰電池點亮白光LED燈珠,爲何容易損壞燈珠

前不久,一個朋友用一節18650鋰電池和幾個直插的白光LED燈珠製作了一個迷你LED小檯燈,可是通電工作沒多久,燈珠就壞了一半。朋友大惑不解,為何鋰電池電壓實測只比白光LED燈珠的工作電壓高0.3V,竟然會燒壞燈珠?實際中不少電子初學者都有這樣的疑惑,鋰電池電壓只比LED燈珠的電壓高零點幾伏為何也要加限流電阻呢?

下面我們先詳細講一下為何用鋰電池直接點亮LED燈珠容易損壞燈珠,然後再介紹一下如何用鋰電池點亮LED燈珠而不會損壞。

圖文詳解——直接用鋰電池點亮白光LED燈珠,為何容易損壞燈珠

三種LED的伏安特性曲線。

上圖為三種顏色的LED的伏安特性曲線。​由於LED也是一種二極管,其伏安特性曲線與普通的整流二極管一樣,都有一個死區電壓(只是其死區電壓比整流二極管要高一些)。從圖中可見,當LED兩端的電壓小於其導通電壓時,流過LED的正向電流幾乎為零。隨著LED兩端電壓的升高,流過LED的正向電流逐漸增大,當LED兩端的電壓大於其導通電壓時,只要LED兩端的電壓有較小的增加,流過LED的電流便會顯著增大,此時若沒有采取限流措施,流過LED的電流便可能會超過其最大允許電流,從而將LED燒壞。

從上可知,若不加限流電阻,直接用一節鋰電池點亮白光LED燈珠,在鋰電池電壓剛好等於(或略小於)LED燈珠的導通電壓時,不會損壞LED燈珠,但是鋰電池電壓不太穩定,剛充滿電時,鋰電池電壓可達4.2V,此時若沒有限流電阻,就會有很大電流流過LED燈珠而將其損壞。

圖文詳解——直接用鋰電池點亮白光LED燈珠,為何容易損壞燈珠

一節鋰電池點亮一個小功率白光LED燈珠。

若是用一節鋰電池去點亮一個直插的小功率白光LED燈珠,只要給燈珠加一個阻值合適的限流電阻即可。上圖中的電阻R即為限流電阻。R=(Vc-VLED)​/ILED,式中的Vc為電池電壓,VLED為LED燈珠的正向壓降,ILED為燈珠的工作電流。對於小功率的白光LED,其正向壓降一般為3~3.3V,工作電流最大為20mA。這裡假定鋰電池的電壓為3.7V,白光LED燈珠的正向壓降為3V,工作電流取11mA,則R=(3.7V-3.0V)/11mA=63.6Ω,實際中可以選用標稱值為62Ω的電阻,這樣即使鋰電池充滿電,流過LED燈珠的電流也不會超過其最大允許電流。

圖文詳解——直接用鋰電池點亮白光LED燈珠,為何容易損壞燈珠

1W白光LED恆流驅動電路。

若想用鋰電池驅動工作電流為上百mA的大功率LED燈珠,一般都是採用專用的恆流IC驅動的。​電路如上圖所示。AMC7135是一款低壓差、大功率的LED恆流驅動IC,其可在2.7~6V電壓範圍內工作,輸出為恆定電流,最大可達350mA,足可以驅動1W的白光LED燈珠。另外,該IC內部還帶有輸出短路保護和過熱保護電路。

圖文詳解——直接用鋰電池點亮白光LED燈珠,為何容易損壞燈珠

白光LED燈珠和7135恆流驅動​IC。

用AMC7135構成的大功率LED燈珠恆流驅動電路很簡單,不需調試即可工作。


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