话说LED和白炽灯的非线性

laomao0000 · 发表于 2010-5-26 14:11

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本帖最后由 laomao0000 于 2010-5-26 14:22 编辑

刚才接到系统消息，八妻兄给我的帖子评了分，为了感谢版主，把我手头的一些资料发一下
我们知道LED和白炽灯的U-I特性和普通的电阻不太一样，两个月前做了一些测试，整理如下
我用自己整的M8电源对三种不同类型的负载进行放电，手工记录电压和电流
1是国产3W白光LED，中州处购买
2是小白炽灯，在东明处买了一包100个
3是4.7欧的水泥电阻
原始数据如下，excel文件，附件下载后去掉.tif的扩展名即可打开

laomao0000 · 发表于 2010-5-26 14:12

本帖最后由 laomao0000 于 2010-5-26 14:24 编辑

这个是截图，

laomao0000 · 发表于 2010-5-26 14:12

本帖最后由 laomao0000 于 2010-5-26 14:35 编辑

先来看LED的非线性
可以看到，在电压较低时，基本上没有什么电流，而电压达到3V以上电流突然快速增加
也就是说，在电流从200mA到1A之间，电压基本上是不变的，类似于普通二极管如1N4007
只是1N4007的电压大约为0.7V，白光LED的电压为3V左右（实际上就是我们说的Vf），还有，LED没有普通二极管的稳压特性那么好

laomao0000 · 发表于 2010-5-26 14:12

本帖最后由 laomao0000 于 2010-5-26 14:58 编辑

看白炽灯的数据，可以看到白炽灯的电流特性是，电压较低时电流已经较大，电压上升时电流几乎不在继续增加，也就是说，在灯泡正常发光的后半段，灯泡的电流有近似恒流的特性，这个同LED恰好相反，在电子管时代曾经就有过这样类似的稳压管（真的是一个玻璃管{:1_217:} ），见这个 http://audio-audio.cn/SupeSite/html/55/t-14055.html

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laomao0000 · 发表于 2010-5-26 14:12

本帖最后由 laomao0000 于 2010-5-26 14:34 编辑

最后做一个对照，用的是5W4.7欧的水泥电阻
可以看到，曲线基本上是一条通过原点的直线，也就是U和I成正比例（严格数学意义上的）
水泥电阻.JPG

zjnec · 发表于 2010-5-26 14:25

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白给 · 发表于 2010-5-26 14:28

等结论

laomao0000 · 发表于 2010-5-26 14:35

本帖最后由 laomao0000 于 2010-5-26 14:52 编辑

糟了，占楼占少了
======================
LED内阻，由于LED的非线性，要区分等效内阻还是动态内阻
等效内阻简单，测量某一工况下LED的电流和电压，R=U/I
动态内阻烧麻烦，测量某一工况下LED的电流I1和电压U1,再稍微增加电压U1,测量LED的电流I2和电压U2,则动态内阻r=（U2-U1）/（I2-I1）
直观地，动态内阻就是U-I曲线图上某一点切线的斜率的倒数
图中，R是等效内阻，r则是动态内阻，
可以看到，正常工作中的LED动态内阻很小，
据我的计算，在3V的等效内阻约2欧，远小于3V时等效内阻60.2欧
在3。6V的等效内阻约0.6欧，远小于3.6V时等效内阻4.02欧

laomao0000 · 发表于 2010-5-26 14:35

本帖最后由 laomao0000 于 2010-5-26 21:14 编辑

结论一：
由以上的曲线图可以看见，白炽灯有近似恒流的特性，用恒压源能很好的驱动
而LED有近似恒压的特性，用恒流源才能很好的驱动
所谓很好的驱动，是指由于外界原因使得恒压源的电压有所变化，而电路能自动使电流尽量保持不变（类似于电源的输入调整率指标）
要是反过来，用恒压源来驱动LED（或者用恒流源驱动白炽灯），只要电压稍有变化，电流就剧烈变化，造成功率变化不说，由于LED的温度特性，很可能让LED走入电压增-->电流增-->功率增-->温度升-->电流增-->温度升的恶性循环，进而热失控

结论二：
由于LED能近似保持电压不变，使得LED比较适合串联驱动，能使串联的略有不同的LED的功率近似相等，提高均匀性和寿命
同理，白炽灯比较适合并联驱动，能使各白炽灯的功率近似相等，所以我们的220V白炽灯全是并联，没见过有串联的

FULL · 发表于 2010-5-26 14:48

占楼看数据学习

zzdp · 发表于 2010-5-26 15:27

楼主辛苦了

bobhlw · 发表于 2010-5-26 17:15

再来学习学习！

hulaoxia · 发表于 2010-5-26 17:26

学习的好资料

windy2002 · 发表于 2010-5-26 17:51

习学中

readcal · 发表于 2010-5-26 18:05

学习了，帮顶！

胖客 · 发表于 2010-10-18 11:04

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ccxx0101 · 发表于 2010-10-18 11:15

顶,强烈建议加入温度项

xiewg · 发表于 2010-10-18 13:22

你这一堆结论忽略了一个最重要的因素。。。。。温度

无论是水泥电阻，LED, 灯丝，温度特性对等效电阻都有着不可避免的重大影响啊，这个只能在实验室条件下才能测定了。

yr7519 · 发表于 2010-10-18 14:35

插队。。。

riva · 发表于 2010-10-18 14:48

你这一堆结论忽略了一个最重要的因素。。。。。温度

无论是水泥电阻，LED, 灯丝，温度特性对等效电阻都有着不可避免的重大影响啊，这个只能在实验室条件下才能测定了。 ...
xiewg 发表于 2010-10-18 13:22

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白炽灯工作温度范围很宽，因此lz表格中的非线性表明：温度越高，电阻越大。
而led工作温度范围相对窄很多，其非线性主要是器件固有特性，和温度基本无关。例如cree手册中的测试数据都是结温维持在25℃时的情形，这是依然体现出很强的非线性。

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胖客胖客当前离线积分 3384 IP卡狗仔卡头像被屏蔽该用户从未签到	发表于 2010-10-18 11:04 \| 显示全部楼层提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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