现在的LED市场可说是非常火热。随着能源成本增加，以及对于气候变迁的关注，各国政府和工业界开始推动高效率的照明解决方案。由于LED具有高效率及使用寿命长等特性，因此是极佳的解决方案。同时，LED技术正在经历一段快速变化和创新的过程，将持续推出更明亮且更有效率的产品，但这将使得大多数的工程师难以跟上最新产品的步伐。幸好，协助选择LED组件以及产品规划设计的工具程序已经非常完善，这将使得工程师们在选择适当的LED及LED驱动器更为容易。即使拥有了功能强大的设计工具，但是工程师们仍然需要了解会影响LED选择的参数有哪些，才能真正发挥工具的最大效能。

如何选择LED

第一个步骤是选择LED的颜色。各种不同颜色的LED主要是因为不同的主波长以及紫外线到红外线区间内可提供的波长。白光LED是针对其色温与暖白光LED所设定，通常色温为 2800K 到 3500K 范围内，适合用于室内照明。与白光LED相比较，传统的普通钨丝灯泡色温范围约为 3000K。冷白光LED的色温范围则介于 6300K 到 7500K 的区域，而白光LED则是属于从 3600K 到 6200K 的中间范围。

LED亮度应为多亮？

光通量（以流明为单位）一般用于量测LED的亮度。这是在人类双眼所能识别之光谱内所发出的光量总数。

个别高亮度LED光通量值通常小于100 流明（虽然这个值正迅速攀升）。因此在大多数的应用中都会将LED组合成数组的形式，以达到更高的亮度。对于多个LED照明大多采用并联串数组组合，并利用单一电流控制驱动器来驱动。但并联的方式可能会因为LED的顺向电压和流经每个灯串内的电流不同，导致灯串产生不同的亮度。因此，最好使用串联的LED，使亮度和色彩能够保持一致。然而，串联电压会随着使用较多的LED而提高，如此将影响到可使用的驱动器拓朴、降压与升压。

由于LED发光具有方向性的特质，因此在不同的角度观看时会呈现不同的亮度，在某个视角的条件下，我们所观察到的亮度可能会降低至50%。在定向应用中，实际感受到的亮度会高于采用球形发光方式的点光源。换句话说，如果某些应用需要采用球形发光方式，则必须针对应用来设计相对应的数组，可以使用光学来扩散或聚焦光线。

照明组件的效率测量基准为发光效率，其单位为流明∕瓦。由于LED研发及设计的数量激增，使得具有 75 流明∕瓦发光效率值的组件快速增加，而市场上最近也开始出现具有 115 流明∕瓦的LED。用相同的标准来比较不同的光源的发光效率，钨丝灯泡大约 17 流明∕瓦、省电灯泡大约为 60 流明∕瓦，以及低压钠路灯的 100 到 200 流明∕瓦。

电压和电流

LED的顺向电压是LED制程的一个特点，一般而言，黄光∕橙光∕红光 LED的顺向电压值范围在 2-3V，而蓝光∕绿光∕白光 LED的顺向电压值范围在 3-4V。流过LED的电流控制了LED亮度，同时也会影响呈现的色彩，因此LED会在稳定电流模式下运作。高亮度LED通常会采用0.35A、0.7A、1.0A、1.4A 以上的电流。另外还需要考虑的是LED的尺寸和高度。所提供的产品必须具备散热功能，这个功能将成为高电流应用的关键。当然，成本是另一个关键性的参数需要一并纳入考虑。

选择LED更容易

许多LED供货商相继推出线上选择工具，使得LED的选择变得更为容易。这些工具能够逐一比对多种解决方案并提供图形分析，这可以让LED的设计工程师快速地取得最佳的解决方案。

LED的温度控制

如果LED这么有效率，为什么我们还需要对LED进行温度控制和监控？LED运作时的温度没有低于白炽灯的光源吗？事实证明，LED虽然比钨丝灯泡具备更好的效率，但是仍然产生了大量的热能。白炽灯泡产生的热能主要可以透过红外线辐射方式进行散热，但是，LED在半导体二极管的结构中除了产生热能外，也会产生光子。这种热能不属于辐射光谱，必须透过传导和对流的方式才能排除。

如果LED在比较热的条件下运作，会出现一些问题。LED的亮度会随着温度的上升而明显变暗。另外，LED的颜色也会随着温度的变化而改变，如此可能会在需要保持颜色一致的应用上产生问题，例如由RGB产生的白光。在设计驱动器电路时，应该要考虑到LED顺向电压会因为温度改变而产生变化这类型的电子特性，如果LED以并联配置共享电流，则LED顺向电压的变化可能也是一个问题。长期暴露在高接面温度的环境下，将加速LED的老化现象，并降低其使用寿命和可靠性。因此，在设计系统时，必须使其在LED的温度规格范围之内运作。这通常可使用散热器来达到目的，例如在印刷电路板上采用较大的铜质区域、附加散热器，或使用加强耐热型/金属印刷电路板(PCB)来装载LED；此外，也可以使用强制气流。

不过，对于不正常的气候变化所产生的高热或是散热装置失效等意外状况，可以实行一套故障安全机制应对。大部分的降压拓朴LED驱动器都具有热关闭功能，因此若驱动器超出指定的温度（通常是125到150℃），则会关闭驱动器与LED。升压拓朴驱动器将会保护其本身，而不会在关闭时加载，因此需要针对LED使用撬杆电路或其他保护装置。在任一种情况下，LED的温度可能会高于驱动器的温度，因此LED本身需要自己的温度传感器和监控电路的故障安全保护装置。这种温度传感器可以减少或关闭LED的电流、开启冷却风扇，并且可以对使用者或维修人员提供告警机制。

LED的温度传感器类型

一般来说，温度传感器的准确性必须提供足够的弹性，以便能够侦测到温度过热的问题，同时又不会在正常操作温度下触发故障警示。举例而言，如果系统的一般操作温度为80℃，而其需要侦测不超过100℃的故障条件，则若使用 +/- 2℃ 准确度的温度传感器系统时，可将其允许值设定为98℃即可，但若使用 +/-10℃ 准确度的温度传感器系统，则将其允许值设定为90℃已是最低值。

适用LED的离散式温度传感器，包括会随温度变化而改变电阻值的热敏电阻。热敏电阻的价格便宜，且具有较高的敏感度，但为非线性，因此需要进行初始校准。热敏电阻适用于运作温度范围为50℃到150℃的系统。

另一种选择是使用热电偶。传感器的电压会随温度变化而改变，同时会产生电流，因此不需要使用独立的电源供应。它们的敏感度低于热电偶，但已足够LED使用。其提供的温度范围已远远超出LED所需，目前已广泛应用于其他应用中。相对于热敏电阻，其成本较高。这两种传感器都需要使用一些模拟电路，这些模拟电路可能是与微控制器介接，以便修正温度变化产生的问题，或是经由关闭或调光接脚直接与LED驱动器相连。

硅材温度传感器的温度范围可从-50℃到150℃，也可用于LED应用中。这些较便宜的传感器提供了各种应用选项，其范围涵盖与温度成正比的模拟电压输出、含磁滞的温度触发开/关输出、风扇控制，以及数字接口如与微控制器连接的I2C和SPI∕微传线接口。