導讀: 有人說，因爲LED是恆流器件，所以要用恆流源供電；有人說，採用市電供電時就應該採用恆壓電源供電，採用蓄電池供電時，就應該採用恆流電源供電。至於爲什麼這樣要求，似乎誰也說不明白。
關鍵詞：LED伏安特性
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。所以採用恆壓和恆流效果是一樣的。有人說LED並聯時就應該採用恆壓電源供電，而LED串聯時就應該採用恆流電源供電；有人說，因爲LED是恆流器件，所以要用恆流源供電；有人說，採用市電供電時就應該採用恆壓電源供電，採用蓄電池供電時，就應該採用恆流電源供電。至於爲什麼這樣要求，似乎誰也說不明白。
那麼，到底是應該採用恆壓電源，還是恆流電源供電呢？
首先來看一下LED到底是什麼樣的器件。因爲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爲20mA，1W的爲350mA等，但這並不等於LED只能工作於這些額定電流，更不意味着LED就是一個恆流器件。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。
要深入瞭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
· 假如用乾電池或蓄電池供電，那麼因爲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時正向電流爲20mA的LED，如果用3節乾電池供電，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。
對於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．伏安特性的溫度係數
到現在爲止，還有很多人以爲LED電壓定了，電流也就定了，所以採用恆壓和恆流是一樣的。實際上，LED的伏安特性並不是固定的，而是隨溫度而變化的，所以電壓定了，電流並不一定，而是隨溫度變化的。這是因爲是LED是一個二極管，它的伏安特性具有負溫度係數的特點。
圖3. 伏安特性的溫度特性
溫度係數通常是-2mV/度（-1.5—2.5mV/°C）,也就是隨着溫度的升高，其伏安特性左移，假如所加的電壓爲恆定，那麼顯然電流會增加。而LED本身的效率很低，溫升很高，加電以後，假如散熱不好，其溫度很容易上升到八、九十度以上。假定採用3.3V恆壓源常溫下工作在20mA，而溫度升高到85度時，電流就會增加到35-37mA，而其亮度並不增加。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。
而且如果不用恆流源而用恆壓源供電時，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。對於1W的大功率LED芯片，情況也是一樣，而且由於功率大，散熱更不容易，溫升問題更加嚴重。
3. 用恆壓電源以後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串聯以後的電壓還要高，那麼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，串聯電阻以後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，但是隻是減小，並不能消除。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爲1W的LED，其電流爲0.35A。假定串聯的電阻爲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。爲了減小這種功耗，就必須把電阻再減小。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並聯，能不能用恆壓電源？
由於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。
圖5. 不同廠家和同一廠家生產的LED伏安特性的離散性
很明顯，假如用恆壓電源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。所以不能採用恆壓電源供電。
5. 多個LED並聯後，採用恆壓電源供電，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，但在溫升以後就不能保持了。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，在用恆壓電源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。因爲還是原來的恆壓和原來的電阻，此時的電流卻變成了I1和I2。不等於原來的Io了。
圖6. 串聯電阻可以在常溫下保持其電流不變，但在溫升以後就不能保持電流平衡。
6. N個LED串聯後，假如用恆壓電源供電，其溫度效應（由溫升而引起的電流增加）將會擴大N倍， 這是因爲所有LED串聯以後相當於各個LED的伏安特性沿電壓軸串聯。
圖6. 多個LED串聯，相當於多個伏安特性在恆流點疊接，加電以後溫度上升，所有伏安特性左移。
溫升以後，N個伏安特性都左移，就使電流的增加也加大了N倍。如果採用恆流電源供電，那麼溫升以後，仍然能夠保持電流恆定爲Io。
綜上所述，給LED供電，一定要採用恆流電源供電，電流恆定以後，不管溫度怎麼變化，伏安特性如何左移，電流都不變！結溫也就不會惡性循環了！（