如(rú)何延長高光度LED的使用壽命

發光二極管的耐用及長壽特性能(néng)夠在不同應用中派上(shàng)用場(chǎng)，帶來(lái)顯而易見的效益。然而，當高功率的LED應用于高光度的操作(zuò)，散熱便成為(wèi)關(guān)鍵的問題。事(shì)實上(shàng)，輸入LED的電力隻有不足20%轉化(huà)為(wèi)光能(néng)，其餘的80%則轉化(huà)為(wèi)熱能(néng)。這(zhè)實在是照明系統設計人(rén)員(yuán)需要克服的問題。　　假如(rú)照明系統實施欠佳，即使是最完善的導熱設計，也(yě)難以盡展所長，發揮真正的用途。保持安全的LED操作(zuò)環境、減少熱力耗散對LED壽命造成影響的責任，便落在用于驅動LED的電子(zǐ)組件之上(shàng)。

事(shì)實上(shàng)，隻要我們看看高光度LED制造商(shāng)提供的組件産品規格，便不難确定需要留意的主要設計參數，并且可以得知在高溫下(xià)操作(zuò)對這(zhè)些(xiē)器(qì)件的負面影響。

LED的實際壽命與功率耗散和LED結點的溫度往往成反比。制造商(shāng)可顯示在Tj80℃溫度下(xià)運行約一(yī)億小時(shí)的平均故障間(jiān)隔時(shí)間(jiān)(MTBF)。在實用的系統中，LED的故障不一(yī)定會造成大問題，不過在散熱不足、而Tj又升至120℃或以上(shàng)的系統中，LED的壽命便會大幅縮短。在一(yī)些(xiē)極端的情況下(xià)，LED更會實時(shí)出現(xiàn)故障。

熱能(néng)設計可引入超補償功能(néng)，藉以抗衡最惡劣的環境。然而在某些(xiē)情況下(xià)，這(zhè)是不可能(néng)的事(shì)情。以筒燈為(wèi)例，一(yī)般安裝在絕緣的天花闆間(jiān)層空間(jiān)。這(zhè)層空間(jiān)不僅妨礙散熱，還沒有足夠位置安裝額外的散熱設施。

相對光度也(yě)與結點溫度成反比。随着數據的變異，制造商(shāng)估計在最大結點溫度下(xià)的光線輸出會減弱30%。

同樣，流明維護效果與結點溫度也(yě)成反比。在70℃結點溫度下(xià)，一(yī)個(gè)LED操作(zuò)超過5萬小時(shí)後，一(yī)般會損耗三成光度輸出；溫度更高時(shí)損耗會更大，但(dàn)正式數據尚未公開。

因此，設計人(rén)員(yuán)最重要的目标，就(jiù)是盡快(kuài)散發LED的熱量，從而把結點溫度保持在最大額定值以下(xià)，避免過早出現(xiàn)故障。

一(yī)般來(lái)說(shuō)，用來(lái)産生(shēng)所需LED電流的電子(zǐ)器(qì)件，可以輕易引入偵測溫度過高的方法，有效減低(dī)LED的驅動電流，保持穩定的操作(zuò)溫度。雖然光線輸出會略為(wèi)減弱，但(dàn)LED的“生(shēng)命力”卻十分(fēn)旺盛，可以長期運作(zuò)。

以某LED驅動電路(lù)設計為(wèi)例，其降壓轉換器(qì)配備溫度控制功能(néng)，驅動電流高至1安培，供應電壓介乎4伏至6伏。該電路(lù)利用一(yī)個(gè)150kΩNTC熱控管進行溫度偵測，該組件所設位置與LED保持緊密的熱力接觸。流過熱控管的電流會倍增，再與峰值交換電流相加，從而調節LED電流。

隻需要加入簡單的、低(dī)成本的電子(zǐ)組件，就(jiù)可以保護貴重的高光度LED。這(zhè)種熱保護設計有助照明系統的設計人(rén)員(yuán)實現(xiàn)更小巧、生(shēng)産成本更低(dī)的解決方案。