LED背光照明系统的设计方案选项

最高管芯工作温度和热阻造成的管芯和管壳之间的温差是热设计最主要的考虑因素，对于大功率发光管来说，1瓦的大功率发光管热阻约20℃，也就是说，给标称功率1瓦的发光管输入1瓦的电功率管芯温度就比管壳高20℃。3瓦管热租约15℃，给3瓦管输入3瓦的电功率管芯温度就比管壳高45℃，因此，要使3瓦发光管制作的半导体灯和1瓦管制作的半导体灯管芯温度相同，3瓦管制作的灯灯体温度应该比用1瓦管制作的灯更低。反过来说，如果灯体温度相同，用1瓦管制作的灯管芯温度比用3瓦管制作的低。从这个意义上来看，用3只1瓦发光管作3瓦的灯比用1只3瓦管作3瓦的灯更有利于降低管芯的温度，并且3只1瓦发光管打出的光通量比1只3瓦发光管发出的光通量高。因此，用大功率发光管制作半导体灯要合理选择发光管。
为了减少发光二极管产生的热量，要选用光效高的发光管制做大功率半导体灯，因为在输入一定的电功率时，光效高的发光管发出的光能量高，发出的热能量必然少，这样就可以减小散热片的面积。
大功率半导体灯应用领域举例
一、彩色信号灯和彩色照明
大功率彩色信号灯和彩色照明如果用白炽灯做光源再滤光的办法，只能利用其中比例很小的有色光，大部分光谱都不能被利用，因此，实际光效极低。而用半导体灯，由于能用各种颜色的发光管直接生成所需要的光色，因此，实际光效比用白炽灯做光源再滤波的办法高得多，既节能又长寿命。典型应用如：信号灯、航标灯、草坪灯、广告灯、红灯笼等等。
二、背景灯 勾边灯
大功率广告灯箱用的背景灯，装饰装潢和桥梁建筑等用的勾边灯，用其他光源不好实现，发光二极管可以随意布局，并且还可以根据需要选用各种颜色。
三、景观灯
在公园，旅游区等景观照明，也可以发挥发光二极管布局灵活，颜色多样性的优势，使风景更加亮丽。
四、路灯等公共照明
有些城市已经开始用半导体灯做路灯或者用于其他公共照明，这也是未来半导体灯重要的应用领域之一。
从发展趋势来看，未来几年内商品化的大功率白光发光二极管的发光效率就会普遍超过100流明，大功率半导体照明的节能优势必将出现。随着生产技术水平的提高和产量的增加，发光管的生产成本也会不断降低。外围技术方面，模块化的发光管专用电源变换器的品种已经十分完备，可以提供从1伏直流电到交流市电的各种原始电源的恒流变换，单个变换器的功率范围从一瓦以下到几十瓦，变换器体积小，效率高，稳定性好，工作可靠。半导体照明的核心技术和配套技术都在趋于成熟，应用范围从专用到通用，从小功率到大功率不断扩展，第四次照明产业的革命将为人类社会带来新的光辉。
将多个LED连接在一起使用时，正向电压和电流均必须匹配，整个组件才能产生一致的亮度。实现恒定电流最简单的方法，是将经过正向电压筛选的LED串联起来。筛选工作可由LED供应商进行，或在用户的制造场所完成。筛选过程能够按照设计人员的匹配要求建立已匹配产品的差异等级。
4.成本考虑
随着系统采用匹配LED的数量增加，有关成本也会因为所需的差异筛选工艺而相应增加。在这情况下，驱动IC提供了良好的解决方案。
最简单的驱动设计：串联
串联LED能确保供应至各个器件的电流一致。图1所示为驱动4个串联LED组件的典型驱动IC电路，它具有从LED到驱动电路的反馈功能和附加的调节电阻器，可以实现亮度调暗功能。
如果总体正向电压VF为12V的4个LED与16V驱动电路一起使用，就必须使用具有升压功能的简单LED驱动电路，以便为每个LED提供充足的电压。但由于经差异筛选LED的VF值存在一个变化范围，LED之间的压差会随之变化，有可能影响亮度的均匀性。
5.LED驱动IC选项
现有驱动IC还具有其它功能特点，包括软起动、短路保护，以及能将外围部件数减至最少的LED驱动电路。
6.并联设计选项