何謂恒功率設計的LED驅動電源?

　　近期LED電源產業(yè)中最熱門的話題之一，非LED恒功率驅動莫屬。LED為何一定要定電流驅動? 為何不能恒功率驅動?

　　在討論此議題之前，我們必須先了解為何LED一定需要定電流驅動?

　　以圖(a) LED I-V曲線來說明，當LED順向電壓產生2.5%變化時，通過LED的電流會有約16%的變化，而且LED順向電壓容易受溫度影響，高低溫度的溫差甚至會讓電壓變化差距高達20%以上，此外，LED亮度與LED順向電流成正比，電流差異過大會造成亮度變化過大，所以LED必須采用定電流驅動。

　　然而，LED是否可以采用恒功率驅動呢? 首先，屏除恒功率是否等同于恒亮度這個議題，以單純討論恒功率驅動器設計的角度而言，LED I-V與溫度曲線的變化來看似乎可行。那LED驅動器制造商為何不直接設計恒功率驅動的LED驅動器? 其中牽涉的原因很多，要設計恒功率線路并不難，只要搭配MCU ( Micro Controller Unit ) 偵測輸出電壓電流，透過程序計算去控制PWM ( Pulse Width Modulation ) 責任周期，控制輸出功率于圖(b)藍色恒功率曲線上，如此便可達到恒功率輸出，但這個方式增加了許多成本，而且當發(fā)生LED短路損害時，恒功率LED驅動器會因為偵測到較低電壓而提升電流，此現象將可能造成更大的危害。加上LED溫度特性是負溫度系數，當溫度越高時，我們期望把輸出電流降低，以維持LED高壽命的表現，然而，恒功率做法卻與此考慮相互抵觸，在LED高溫應用時，LED驅動器因為偵測到較低電壓而把輸出電流升高了。

　　綜合考慮上述各方面因素，提供客戶寬范圍電壓/電流輸出的「類恒功率」LED驅動器是提供給客戶最有效益的解決方案。明緯部分產品所標示的恒功率LED驅動器即特別采用此類恒功率的優(yōu)化設計，目的在于能提供客戶一個寬范圍電壓/電流輸出的類恒功率LED驅動器，不僅能兼顧使用者需求與避免因過度設計造成的成本增加或因LED特性而造成使用上的困擾，甚至造成燈具故障，提供類恒功率的寬范圍設計產品可說是目前市面上LED驅動電源最有效益的解決方案。

　　圖(a) LED I-V曲線

　　圖(b) LED I-V曲線與溫度

　　明緯新推出的XLG家族全系列采恒功率設計，寬范圍輸出電壓/電流提供彈性及高效能的LED電壓/電流配置，可減少機型數與庫存，以圖(c)ELG-75-48 / 圖(d)XLG-75-H電壓電流特性曲線說明，ELG-75-48最大功率點為48V/ 1.56A。如果客戶燈具電壓低于48V，依定電流產品設計原則，客戶無法調高輸出電流，如此輸出功率會較低，無法達到額定功率輸出。XLG-75-H采定功率設計，客戶可以依照曲線調整輸出電流來搭配LED 燈板實際設計的驅動電壓Vf (Forward Voltage)做額定功率輸出，燈具電壓在36V~56V區(qū)間都可以透過電流調整達到恒額定功率輸出，此區(qū)間即為恒功率區(qū)間。

　　為達到寬范圍恒功率區(qū)間，XLG系列采用的設計方式也必須使用更高規(guī)格零件以達到所需的驗證要求，客戶如果有更高燈具壽命與信賴性的需求，XLG家族寬電流調整范圍的特點也方便客戶自行調整電流使用，詳細規(guī)格請參閱產品規(guī)格書。

　　圖(c)ELG-75-48 I-V曲線

　　圖(d)XLG-75-H I-V曲線

　　作者: 明緯電源工程部 謝正堂