图文详解——直接用锂电池点亮白光LED灯珠,为何容易损坏灯珠

前不久,一个朋友用一节18650锂电池和几个直插的白光LED灯珠制作了一个迷你LED小台灯,可是通电工作没多久,灯珠就坏了一半。朋友大惑不解,为何锂电池电压实测只比白光LED灯珠的工作电压高0.3V,竟然会烧坏灯珠?实际中不少电子初学者都有这样的疑惑,锂电池电压只比LED灯珠的电压高零点几伏为何也要加限流电阻呢?

下面我们先详细讲一下为何用锂电池直接点亮LED灯珠容易损坏灯珠,然后再介绍一下如何用锂电池点亮LED灯珠而不会损坏。

图文详解——直接用锂电池点亮白光LED灯珠,为何容易损坏灯珠

三种LED的伏安特性曲线。

上图为三种颜色的LED的伏安特性曲线。​由于LED也是一种二极管,其伏安特性曲线与普通的整流二极管一样,都有一个死区电压(只是其死区电压比整流二极管要高一些)。从图中可见,当LED两端的电压小于其导通电压时,流过LED的正向电流几乎为零。随着LED两端电压的升高,流过LED的正向电流逐渐增大,当LED两端的电压大于其导通电压时,只要LED两端的电压有较小的增加,流过LED的电流便会显著增大,此时若没有采取限流措施,流过LED的电流便可能会超过其最大允许电流,从而将LED烧坏。

从上可知,若不加限流电阻,直接用一节锂电池点亮白光LED灯珠,在锂电池电压刚好等于(或略小于)LED灯珠的导通电压时,不会损坏LED灯珠,但是锂电池电压不太稳定,刚充满电时,锂电池电压可达4.2V,此时若没有限流电阻,就会有很大电流流过LED灯珠而将其损坏。

图文详解——直接用锂电池点亮白光LED灯珠,为何容易损坏灯珠

一节锂电池点亮一个小功率白光LED灯珠。

若是用一节锂电池去点亮一个直插的小功率白光LED灯珠,只要给灯珠加一个阻值合适的限流电阻即可。上图中的电阻R即为限流电阻。R=(Vc-VLED)​/ILED,式中的Vc为电池电压,VLED为LED灯珠的正向压降,ILED为灯珠的工作电流。对于小功率的白光LED,其正向压降一般为3~3.3V,工作电流最大为20mA。这里假定锂电池的电压为3.7V,白光LED灯珠的正向压降为3V,工作电流取11mA,则R=(3.7V-3.0V)/11mA=63.6Ω,实际中可以选用标称值为62Ω的电阻,这样即使锂电池充满电,流过LED灯珠的电流也不会超过其最大允许电流。

图文详解——直接用锂电池点亮白光LED灯珠,为何容易损坏灯珠

1W白光LED恒流驱动电路。

若想用锂电池驱动工作电流为上百mA的大功率LED灯珠,一般都是采用专用的恒流IC驱动的。​电路如上图所示。AMC7135是一款低压差、大功率的LED恒流驱动IC,其可在2.7~6V电压范围内工作,输出为恒定电流,最大可达350mA,足可以驱动1W的白光LED灯珠。另外,该IC内部还带有输出短路保护和过热保护电路。

图文详解——直接用锂电池点亮白光LED灯珠,为何容易损坏灯珠

白光LED灯珠和7135恒流驱动​IC。

用AMC7135构成的大功率LED灯珠恒流驱动电路很简单,不需调试即可工作。


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