LED性能如何优化？

　　在过去的几年里，现代的LED的改善的功效已经允许工程师使用较少的芯片在其照明灯具，以达到相同的光输出作为旧的设计。关键的好处是降低了成本和简单的设计。今天的芯片，抗干扰能力强已经允许工程师通过增加正向电流进一步单个LED的提升亮度和削减它们的数量甚至进一步在给定的设计中采取的做法的一个阶段进一步的（见技术专区的文章“最大限度提高LED亮度压低系统成本“）。

　　然而，尽管LED灯亮，在更高的驱动电流更亮，增加亮度正值药效降低成本（芯片具有最高的效力在相对较低的电流，请参阅技术展区文章“确定LED的效率下垂的原因”）。这增加功耗和否定一些减少部件的增益的成本超过的照明装置的寿命。增加的功率消耗也使芯片运行更热，缩短其寿命。

　　本文介绍了成本，设计简洁，功耗和长寿之间的权衡，在高驱动电流运行一个给定的LED应用。

　　寻找极限

　　在LED的初期，当时初出茅庐的技术提供更少的光，比今天更脆弱，工程师建议，以限制LED的驱动电流，以最大限度地提高疗效，延长设备的使用寿命。

　　然而，二十年的发展（图1）已经看到LED光效飙升，耐高结温，从提高驱动电流导致显著增加。许多工程师质疑为什么低驱动电流仍然是必要的，当这样的电流限制芯片的输出的能力的一小部分。

　　欧司朗高功率LED图像

　　

　　图1：今天的高功率LED允许用于照明器材的给定输出的芯片更少。

　　另外，从行业标准测试，如LM-79，LM-80和TM-21的证据越来越多显示，现代LED能够在温度会迅速杀死了上一代的设备进行数万小时的工作。

　　制造商通过提供可以推比年初350毫安设备更难芯片鼓励使用更高的驱动电流。 Cree的的XLamp MK-R，例如，是一个120流明/瓦，1000流明（在1.4 / 6 V）的LED，其可以被驱动以高达2.5 A.同样，飞利浦Lumileds的LUXEON M为134流明/瓦，1000流明（2.8 A / 2.8 V）芯片，该芯片可驱动高达4.8 A.

　　然而，由于强劲的现代LED是，没有在多大程度上这种策略可以采取的限制。而增加驱动电流提高发光度，也成倍增加功耗和向上推的温度。特别是 - 从主电源供电的照明应用，一定程度增加了功耗，当交易抵销降低LED计数的其他好处，但工程师仍需要做出关于灯具的工作点一个明智的决定是可以接受的低功率消耗吹捧的LED的其它光源相比的一个关键优势。

　　此外，拥有现代化的热管理技术和产品，同时更高的结温现在可以在固态照明被容忍的，在有限的空间中使用的技术，例如，穿工装夹具可以有多热得到安全上限

　　计算功耗

　　如何做一个设计工程师知道在他或她的申请LED的最佳工作点？这在很大程度上取决于当然该应用程序，但实际上没有明确的答案。关键是要确定关键的设计参数。例如，最终产品的购买成本可能超过产品的寿命为代价更大的能量消耗的口授更少的LED。或限制色度漂移（随温度增加 - 参见技术展区的文章“关于白光LED色度热效应”）可能是重要的，高品质的照明灯具，要求更多的LED各驱动而以较低的电流，以保持温度降下来。

　　然而，一个好的出发点是检查有正向电流的影响功耗和有效性。

　　正向电流与功效很少详述在LED数据表。表格疗效数据也往往难以追查。但是，使用正向电流（IF）与正向电压（VF），并正向电流与相对光度数据计算这一关键指标是相对简单的。另一种有用的数字是在给定的中频典型的流明输出。该数据通常可以从制造商的数据表。

　　LED亮度（ΦV），功率消耗，和功效（η）然后可以计算与中??频。如前所述，峰功效用于LED发生在相对低的IF和尾部脱稳步作为电流接近最大等级［1］。

　　图2和3示出的正向电流（IF）与正向电压（V F）和正向电流对相对亮度为欧司朗OSLON SSL 150的白光LED，一个流行的用于照明应用的设备。根据制造商的数据表，这个LED产生147流明的142流明/瓦的功效时，在350 mA和2.95 V.但是VF中频运转时，LED能够驱动高达1 A的，所以让我们考虑一个1100流明的照明灯具两种设计方案。（为了便于计算，已经假定该LED驱动器是100％的效率）。

　　针对正向电流正向电压的图片

　　

　　图2：对正向电流的OSLON SSL 150白光LED的正向电压。

　　对相对亮度的正向电流为OSLON SSL 150白光LED的图片

　　

　　图3：对相对亮度正向电流OSLON SSL 150白光LED。

　　在第一个假设的例子中，设计者选择了驱动LED在350mA（因此 - 如图2 - 在2.95伏的正向电压）。制造商的数据表显示，每个LED产生这些操作条件下，147流明。功耗为1.03W¯¯所以疗效142流明/瓦。以获得从夹具输出所需的设计者将需要1100流明/ 147流明= 8个LED。因此，夹具的总功耗将是8.24 W.

　　一位同行的设计师已决定采取另一条路线并且选择推高驱动电流，让她可以减少灯具的LED数量，简化了设计和切割的材料清单。此时的设计者选择了 800毫安的驱动电流（内LED的能力以及）。图2示出的正向电压将攀升至3.18 V.图3示出了在此驱动电流的LED的相对发光度已攀升至1.9，所以现在每个装置产生1.9×147流明，或周围279流明。然而，每个设备的电力消耗现在已增加至2.54 W和功效已经下降到110流明/瓦。以达到1100流明指定的输出，照明器具的这种替代设计将需要四个LED所以设计者已取得一定的设计目标。然而，总功耗已经攀升至10.2 W（对原设计增加了超过20％）。

　　当心的缺点

　　增加驱动电流升压LED亮度是一个很好的方式，以减少LED的数量在照明设计与指定的输出。更少的LED降低了设计复杂性，简化了产品;但设计师应该知道的缺点的。首先，LED是在更高的驱动电流效率较低，增加（给定输出）功耗灯具采用更少的设备。其次，更高的驱动电流增加LED结温，缩短设备寿命。第三，既高驱动电流和较高的温度已经显示出导致色度漂移远离要设计预定色点。这样的漂移是难以控制，并会导致相同的设计，不同的投光，这可能导致消费者的失望。