LED基礎(chǔ)知識(shí)及恒流恒壓電路

1、LED基礎(chǔ)知識(shí)及恒流恒壓電路匯總1、概論LED 是發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED) 的簡(jiǎn)稱，也被稱作發(fā)光二極管，這種半導(dǎo)體組件發(fā)展以來(lái)一般是作為指示燈、顯示板，但目前隨著技術(shù)增加，已經(jīng)能作為光源使用，它不但能夠高效 率地直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，而且擁有最長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí)10萬(wàn)小時(shí)的使用壽命，同時(shí)具備不若傳統(tǒng)燈泡易碎，并能省電，同時(shí)擁有環(huán)保 無(wú)汞、體積小、可應(yīng)用在低溫環(huán)境、光源具方向性、造成光害少與色 域豐富等優(yōu)點(diǎn)。LED的發(fā)明在 1955年時(shí)，美國(guó)無(wú)線電公司(Radio Corporation of America) 的Rubin Braunstein發(fā)現(xiàn)了砷化鎵(G

2、aAS與及其它半導(dǎo)體合金的紅 外線放射作用，而1962年美國(guó)通用電氣公司(GE的Nick Holonyak Jr 則開(kāi)發(fā)出可見(jiàn)光的LEDLED不過(guò)，LED真正的起飛是在1990年代白光 LED出現(xiàn)后，才開(kāi)始漸漸被重視，而應(yīng)用面越來(lái)越廣。LED的發(fā)光原理LED其實(shí)就是一種特殊形式的二極管，是一種半導(dǎo)體器件通過(guò)摻雜等手段形成PN吉，在陽(yáng)極加正電壓，在陰極加負(fù)電壓，則電流很容 易通過(guò)，并且通過(guò)光的形式釋放出能量。在陰極加正電壓，負(fù)極加正 電壓，不導(dǎo)通。LED最特別的地方在于只有從正極通電才是會(huì)發(fā)光， 故一般給予直流電時(shí)，LED會(huì)穩(wěn)定地發(fā)光，但如果接上交流電，LED會(huì)呈現(xiàn)閃爍的型態(tài)， 閃亮的頻率依據(jù)輸

3、入交流電的頻率而定， 照明電 路為50Hz交流電完全看不出閃爍。LED的發(fā)光原理是外加電壓，讓電 子與電洞在半導(dǎo)體內(nèi)吉合后， 將能量以光的形式釋放。 目前全球產(chǎn)業(yè) 所發(fā)展出的不同種類LED能夠發(fā)出從紅外線到藍(lán)之間不同波長(zhǎng)的光 線，而業(yè)界也有紫色紫外線的LED,近年來(lái)LEDt吸引人的發(fā)展是在 藍(lán)光LED上涂上熒光粉，將藍(lán)光轉(zhuǎn)化成白光的白光 LED產(chǎn)品。LED之所 以被稱為世紀(jì)新光源，原因在于LED具備點(diǎn)光源與固態(tài)光源的特性， 能夠節(jié)省能源、高耐震、壽命長(zhǎng)、體積小響應(yīng)快速、并且色彩飽和度 高。LED的顏色：由于隨著LED勺制造材料不同，產(chǎn)生出來(lái)的光子擁有的能量也不同,? 鋁砷化鎵 (AlGaAs)

4、 - 紅色及紅外線? 鋁磷化鎵 (AlGaP) - 綠色? 磷化銦鎵鋁 (AlGaInP) - 高亮度的橘紅色, 橙色, * ,黃 綠色? 磷砷化鎵 (GaAsP) - 紅色,橘紅色,?磷化鎵（GaP）-紅色，*，綠色?氮化鎵（GaN）-綠色，翠綠色，藍(lán)色?銦氮化鎵（InGaN）- 近紫外線，藍(lán)綠色，藍(lán)色?碳化硅（SiC）（用作襯底）-藍(lán)色?硅（Si）（用作襯底）-藍(lán)色（開(kāi)發(fā)中）?藍(lán)寶石（AI2O3）（用作襯底）- 藍(lán)色?硒化鋅（ZnSe）- 藍(lán)色?鉆石（C）- 紫外線?氮化鋁（AIN）,鋁氮化鎵（AIGaN）-波長(zhǎng)為遠(yuǎn)至近的紫外線LED勺壽命:一般LED勺發(fā)光壽命很長(zhǎng)，產(chǎn)品大多標(biāo)明為100,

5、000小時(shí)以上，但 事實(shí)上LED勺亮度是會(huì)衰減的，在運(yùn)用一段時(shí)間后，亮度會(huì)衰撿到原 本的一半或甚至更少。但所幸隨著業(yè)界技術(shù)的進(jìn)步，減少LED亮度衰減問(wèn)題的方案很多。在生產(chǎn)過(guò)程中，選用如4元素LEC材料能夠擁有較 久的亮度衰減周期，而廠商使用的LED制程與成品究竟能耐用多久有 很大的關(guān)系，配色也是LECT的生產(chǎn)關(guān)鍵。LED勺使用壽命，比一般白炙燈泡的1,000小時(shí)、日光燈具的1萬(wàn)小時(shí)，LED使用壽命可達(dá)5萬(wàn)小時(shí)，大幅降低燈具替換的成本。這項(xiàng)特多個(gè)白光LED組合成一簇構(gòu)成一個(gè)光源(見(jiàn)性幫助LED燈具在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)上，有了將一般燈泡替換成LED勺好理由,更可藉由這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，讓許多原本因經(jīng)濟(jì)考慮而不能全天開(kāi)

6、啟的環(huán)境， 藉由LED竟明讓公共或私人場(chǎng)所 更安全LED勺應(yīng)用:最早LED是用在音響上當(dāng)指示燈，然后運(yùn)用在汽車上的儀表板燈、 指示燈及音響面板等等，再進(jìn)而至方向燈、室內(nèi)燈，很快將應(yīng)用到照 射路面的大燈上。用在方向燈上的技術(shù)，己快速展開(kāi) LED作為一種發(fā) 光元件可以用于任何照明和指示燈應(yīng)用，同時(shí) LED乍為白熾燈和熒光圖)?？梢杂糜谄?，摩托車，電動(dòng)自行車的指示燈LED的效率提升得很快：目前大功率白光平均光輸出為6080流明每瓦(lm/W) , 2008年底有望達(dá)到120 lm/W。LED勺長(zhǎng)壽命讓固態(tài)照明非常有吸引力。機(jī)械上SSL也比白熾燈和熒光燈更堅(jiān)固。目前固態(tài) 照明還未能實(shí)現(xiàn)家用，因?yàn)檫€需

7、要電源轉(zhuǎn)換，而且比較昂貴，盡管成 本正在下降。閃光LE目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用了。白熾燈泡非常便宜，但效率也很低，家用鎢絲燈為16 lm/W，鹵素?zé)舸蠹s為22 lm/Wo熒光燈效率很高，50到100 lm/W （平均60 lm/W）， 但是燈管易碎，并且 需要起輝器和鎮(zhèn)流器，因而有時(shí)會(huì)產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)噪 音。節(jié)能燈里面集成了一個(gè)安靜的鎮(zhèn)流器，相對(duì)比較堅(jiān)固和高效，適 用于標(biāo)準(zhǔn)燈座，目前是家用照明的最佳選擇。隨著技術(shù)的發(fā)展，SS啲成本會(huì)不斷降低，并有望在2020年以前 進(jìn)入千家萬(wàn)戶。現(xiàn)下LE主要用于信號(hào)指示，而在LE這一領(lǐng)域具有明 顯的優(yōu)勢(shì)。在世界各地，采用發(fā)光二極管發(fā)光的交通信號(hào)燈、汽車指 示燈及道路狀況告示等

8、已慢慢的變得普遍。 在香港地下鐵列車中試驗(yàn) 的發(fā)光二極管照明。至于普通照明，目前（2008年2月 ）已經(jīng)有量產(chǎn)化的商品出現(xiàn)?；?于省電節(jié)能及環(huán)保的原由，很多大型機(jī)構(gòu)都已開(kāi)始試驗(yàn)發(fā)光二極管照 明LE的優(yōu)點(diǎn)很多我總結(jié)一下：一個(gè)就是亮度高同時(shí)還非常省電 第一個(gè)是壽命長(zhǎng)：LED使用壽命可達(dá)5萬(wàn)小時(shí)F面講講 LE啲使用方法:LED的使用方法:LED是電流控制的元件，LED是電流型元件，主要是看通過(guò)管子電 流大小的。一般5m啲LEDfe流達(dá)到1mZ就開(kāi)始起輝，到25mA卩可能燒 毀，實(shí)際在15-25mA亮度變化已不明顯。如果你把自己的LED工作電流 設(shè)計(jì)在10mA好多產(chǎn)品的LEJ旨示燈工作電流設(shè)計(jì)在5mA

9、下圖是最簡(jiǎn)單的LE顯示電路，其中電阻起到限流和分壓作用， 二極管有內(nèi)壓降，普通的二極管管壓降硅管為0.7V ,錯(cuò)管為0.5V, LED 為 1.7V上圖大家注意LED有兩極(就是兩根線跟外部相連，陽(yáng)極和陰極， 陽(yáng)極接電池的正，陰極接負(fù)，貝S LED發(fā)亮，否則LE不會(huì)亮) 同時(shí)上 圖中電阻的阻值應(yīng)該選用多少呢？ ？假設(shè)我們?cè)O(shè)計(jì)電路中電流 為10ma在25m以下都行R= (12-1.7 ) /10mA二仟?dú)W姆 哈哈 很簡(jiǎn)單吧大家思考一下 如果是 接入220v交流照明電路 電阻值 應(yīng)該 選多少呢R=(311-1.7 ) /10mA 為什么選311 因?yàn)?20為有效值，最大值 為根號(hào)2倍的220=31

10、1同時(shí)電阻也不能隨便選擇，選擇了不對(duì)的電阻可能會(huì)燒毀電阻電阻的功率選擇：P=UI=10.3V*0.01A=0.103W可選擇即使用1/8W勺電阻大家想想如果是48V的 電阻怎么選呢：R= (48-1.7 ) /10mA如果為 36v則電阻選R=( 36-1.7)/10mALED勺保護(hù)：(電動(dòng)自行車可以不用因?yàn)榧词菇臃匆膊粫?huì)燒毀 LED 因?yàn)殡妱?dòng)自行車電池電壓48V不會(huì)導(dǎo)致二極管燒毀即使64V也沒(méi)問(wèn)題， 不過(guò) 弄一個(gè)最好了 呵呵)大家如果接線接反了， LED承受反向電壓，如果反向電壓超過(guò)了 其反向擊穿電壓則可能導(dǎo)致LEE燒毀，最簡(jiǎn)單的方法是在電路中串聯(lián) 一個(gè)二極管，此二極管起到了保護(hù)作用，電路圖

11、如圖所示 ：二極管可選用1N4004或 1N4007選用二極管的原則是反向電壓小于二極管的反向工作電壓即可。 不過(guò)可能要稍微改寫(xiě)一下，以為此二極管內(nèi)部有0.7V的壓降則R= (12-1.7-0.7 ) /10mA多個(gè)LED勺串聯(lián)：下圖5個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)，R選擇多少呢?R= (12-1.7*5-0.7 ) /10mA=0.28千歐姆2、發(fā)光二極管（LED）應(yīng)用LED（發(fā)光二極管）用于狀態(tài)顯示和矩陣面板已經(jīng)很多年了。 現(xiàn)在, 可選用的LED包括新開(kāi)發(fā)的藍(lán)光和白光LED（廣泛用于便攜裝置）以及 普遍存在的綠光、紅光和黃光LED白光LED可做為彩顯的理想背景照 明。但是，在為L(zhǎng)E既計(jì)電源時(shí)應(yīng)注意這些新

12、LED器件的固有特性。本 文描述新、老LED勺特性以及激勵(lì)它們所需的電源性能OurthiMMifiCim斥川柞Fc#wrdl圖1 標(biāo)準(zhǔn)紅光、綠光和黃光LED勺正向電壓（范圍1.4V2.6V）與正向電流的關(guān)系圖2串聯(lián)電阻器和恒壓源為L(zhǎng)EDE作提供一種簡(jiǎn)單方法圖3并聯(lián)工作的幾個(gè)紅光、黃光、綠光LEE配置圖4白光LED發(fā)射波長(zhǎng)（實(shí)線）包含藍(lán)光和黃光區(qū)域的峰值，被人眼視為白光（圖中的虛線為人眼相對(duì)光靈敏度）標(biāo)準(zhǔn)紅光，綠光和黃光LED使LED工作的最簡(jiǎn)單方法是把電壓源通過(guò)一個(gè)串聯(lián)電阻加到LEDh。只要工作電壓（VB）保持恒定，LED會(huì)發(fā)射恒定強(qiáng)度的光（雖然 光強(qiáng)隨環(huán)境溫度增高會(huì)減弱）?？梢愿鶕?jù)要求改變電

13、阻值來(lái)變化光強(qiáng)。圖1示出5m直徑標(biāo)準(zhǔn)LED勺正向電壓（VF）與正向電流（IF）的關(guān) 系。注意，跨接在LEDk的壓降隨正向電流增加。假定單個(gè)綠光 LED 在5V恒定工作電壓下具有10mA正向電流，則串聯(lián)電阻器 KV=（5V-VF,10mA）/10mA=300W如圖2所示，典型工作條件下數(shù)據(jù)手冊(cè) 給出正向電壓是2V。像這種商用二極管是用鎵-砷化物-磷化物制造 的。大多數(shù)的設(shè)計(jì)工作師了解和容易處理它們，這種LED具有如下特點(diǎn)：八、發(fā)射的彩光（發(fā)射波長(zhǎng)）在正向電流、工作電壓和環(huán)境溫度變化 時(shí)能相對(duì)保持恒定。標(biāo)準(zhǔn)綠光 LED發(fā)射波長(zhǎng)為565nm左右，容差只有 25nm因此，幾個(gè)這樣的LED并聯(lián)工作（圖3

14、）不會(huì)成問(wèn)題。其色差是很 小的。正向電壓的正常變化會(huì)導(dǎo)致光強(qiáng)略有變化， 但這種差別也是較 小的。通常，可以忽略來(lái)自同一廠家和同一批號(hào)的 LED勺差別。*在正向電流接近10mA寸正向電壓隨正向電流有小的變化。紅光LED變化大約200mV其他LED化400m左右（見(jiàn)圖1）。在正向電流低于10mA寸，其正向電壓比藍(lán)光或白光LEDJ、很多, 這樣可直接用Li+電池或一個(gè)3節(jié)NiMHfe池對(duì)它們供電。因此，使標(biāo)準(zhǔn)LEE工作的供電成本是相當(dāng)?shù)偷摹Ｔ贚EDE作電壓 大于其最大正向電壓時(shí)不需要升壓變換器或復(fù)雜昂貴的電流源。 只要 應(yīng)用允許隨電池放電所導(dǎo)致光強(qiáng)減弱的容限， LECS至可直接工作在Li+或3節(jié)Ni

15、MHfe池圖5正向電流變化導(dǎo)致的白光LED色度坐標(biāo)移位OhcminMl mvl*nglh I or blu圖6增加正向電流改變發(fā)射波長(zhǎng)使藍(lán)光LED色度變化藍(lán)光和白光LED長(zhǎng)期以來(lái)人們無(wú)法得到發(fā)射藍(lán)光的LED設(shè)計(jì)人員只能用已有 的紅光、綠光和黃光LED早期的器件實(shí)際上不是藍(lán)光LED而是用藍(lán) 光圍繞小的白熾燈泡散射。幾年前，用純硅碳 （SiC）材料開(kāi)發(fā)出首批“真正的藍(lán)光” LED，但其光效率不高。第二代器件是用鉀一氮化物 材料，其光效率是第一代藍(lán)光LE的幾倍?，F(xiàn)在藍(lán)樂(lè)LED所用的外延材 料是銦-鉀-氮化物（InGaN）。在450nm470n發(fā)射波長(zhǎng)范圍，InGaNLED 光強(qiáng)是鉀-氮化物L(fēng)ED的

16、5倍。真正的白光LED仍未能用，制造這種器件的困難在于白光不能 呈現(xiàn)在彩色光譜中，而我們看到的白光是不同波長(zhǎng)的混合光。因此， 必須用妙法產(chǎn)生白光。用發(fā)射黃光的變換材料覆蓋發(fā)藍(lán)光的In GaNS底材料，用藍(lán)光激發(fā)。因此，產(chǎn)生藍(lán)光和黃光的混合光，這就是人眼 看到的白光（見(jiàn)圖4）。因?yàn)榘坠馐遣煌ㄩL(zhǎng)的混合，所以，白光 LED不可能有一個(gè)特定波長(zhǎng)。用色坐標(biāo)定義白光LED。根據(jù)CIE（CommissionIn ternatio nale De L,eclairage）15.2版計(jì)算 X和 Y 坐標(biāo)。往往在白光LE敢據(jù)手冊(cè)中給出色坐標(biāo)隨正向電流增加而變化 （見(jiàn)圖5）?？上?， In GaN LED處理起來(lái)不

17、像標(biāo)準(zhǔn)綠光、紅光和黃光 LED那樣容易。InGaN LED的主波長(zhǎng)（彩色）隨正向電流而變化（圖6）。例如， 在白光LED中 除了發(fā)藍(lán)光InGaN材料波長(zhǎng)隨正向電壓變化外，變換材 料的不同密度也產(chǎn)生色移。從圖5可見(jiàn)這種色變化，X和Y坐標(biāo)改變意 味著色變化。如前所述，白光LED具有一個(gè)特定的波長(zhǎng)。對(duì)于高達(dá)10mA勺正向電流，正向電壓變化很大。其變化范圍 800mV左右（某些二極管型號(hào)甚至變化更大）。因此，電池放電引起的 工作電壓變化會(huì)改變光色，這是因?yàn)楣ぷ麟妷鹤兓瘯?huì)改變正向電流。 在10mAE向電流時(shí)，正向電壓為3.4V左右（此數(shù)值隨制造商不同而異， 范圍為3.1V4.0V）。對(duì)于不同LED其電流

18、-電壓特性也呈現(xiàn)出很大差 異。LED直接由電池供電工作是困難的，因?yàn)?，大多?shù)電池的放電態(tài) 低于LED所需的最小正向電壓。圖7隨機(jī)選擇的一組白光LED勺電壓-電流特性曲線討一|_XIJ圖8具有電流控制的MAX191電荷泵為并聯(lián)白光LED提供足夠的圖9 單個(gè)外電阻器（RSET）可編程MAX191加到每個(gè)LED上的相同電流。加PW信號(hào)到使能引腳可產(chǎn)生簡(jiǎn)單的亮度控制（降低亮度功能）圖10 D/A轉(zhuǎn)換器控制LED勺降低亮度圖11開(kāi)關(guān)升壓變換器使能幾個(gè)串聯(lián)LEDE作（通過(guò)CTR輸入由WXJ工作電壓和電流控制SETSET ID1I丄遶W遶D/A變換器控制LED勺同一正向電流）白光LED并聯(lián)工作當(dāng)今大部分便攜

19、和電池工作裝置采用白光 LED做為背景照明。 特別是PDA勺彩色顯示需要白光背光以便得到色再生來(lái)接近于原色。 未來(lái)3G移動(dòng)電話也將刺激白光LED勺需求。這些裝置除電話功能外， 也可傳輸圖像和視頻數(shù)據(jù)，它們需要白光背光照明。數(shù)碼相機(jī)、 MP3 播放機(jī)和其他視頻、 音頻設(shè)備所有勺顯示也需要背光照明。 大多數(shù)情 況下，單個(gè)白光LED能滿足需求，所以，需要幾個(gè)白光LED并聯(lián)工作。圖7示出幾個(gè)隨機(jī)選擇的白光LED（圖中的虛線）產(chǎn)生2mA5m范 圍的正向電流，進(jìn)而產(chǎn)生不同強(qiáng)度的白光。特別是 Y坐標(biāo)在該區(qū)域有 很大勺變化 （ 見(jiàn)圖5），這導(dǎo)致照明顯示器偏離真實(shí)勺色彩。另外，由 于LE具有不同的光強(qiáng)，導(dǎo)致不均

20、勻照明。另一個(gè)問(wèn)題是所需的最低 電源電壓。為保證LE工作，3V以上的電壓是必須的。低于此電壓， 幾個(gè)LE可能完全保持暗的。Li-Ion 電池充滿電時(shí)能提供4.2V輸出電壓，在工作短時(shí)間后降 到額定3.5V。隨著電池的放電，其電壓進(jìn)一步下降到3.0V。若白光LED 直接從電池供電 （如圖3所示），則會(huì)引起下面的問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題是當(dāng)電池充滿電時(shí)所有二極管都點(diǎn)亮， 但具有不同 的光強(qiáng)和色彩。 隨著電池降到其額定電平， 其光強(qiáng)減弱而白光的差別 變大。因此，設(shè)計(jì)人員必須考慮電池電壓和二極管正向電壓值，以便 計(jì)算串聯(lián)電阻值。用完全放電的電池供電，一些LED將進(jìn)入全暗狀態(tài)。帶電流控制的電荷泵LED 電源的目

21、標(biāo)是能提供足夠的高輸出電壓，并能使相同的電流流經(jīng)并聯(lián)連接的所有LED注意（圖5），若所有并聯(lián)配置的白光LED 具有相同的電流，則所有LED各具有相同的坐標(biāo)系。Maxim公司的MAX191能為此目的提供帶電流控制的電荷泵。在3個(gè)LEE并聯(lián)配置（圖8）中，電荷泵是個(gè)大尺寸的型號(hào)，它將 輸入電壓提高 1.5 倍。較早的電荷泵只是簡(jiǎn)單地將輸入電壓倍壓，而 新技術(shù)能提供更好的效率。把輸入電壓提升到剛好使LEDE作的電平。 連接到SET引腳10）的電阻器網(wǎng)絡(luò)保證在所有LED中有相同電流。內(nèi)部 電路保持SET端電壓在200mV所以，流經(jīng)任何LED勺電流可用下式計(jì) 算：ILED=200mV/10W=20mA若

22、某些二極管需要較低的電流電平，則 3個(gè)以上LED可并聯(lián)工 作，因?yàn)镸AX191能提供高達(dá)60mAfe流。簡(jiǎn)單的電流控制若系統(tǒng)能提供高于二極管正向電壓的電壓，則很容易使白光 LEDT作。例如，數(shù)碼相機(jī)通常包含+5Vt源。這樣就不需要升壓功能， 因?yàn)殡娫措妷壕哂序?qū)動(dòng)LED勺足夠容限。對(duì)于圖8的電路，應(yīng)選擇匹配 電流源。做為一個(gè)實(shí)例，MAX191可以驅(qū)動(dòng)3個(gè)并聯(lián)的LED（圖9）。其工作是簡(jiǎn)單的：電阻器KSET編程流經(jīng)所連接LED勺電流。此 方法所占板面積非常小。除IC（小的6引線SOT2封裝）和少量旁路電容 器外，它只需要一個(gè)外部電阻。IC提供LE之間良好的電流匹配 （0.3%）。這種配置能提供相同

23、的色度配置和來(lái)自每個(gè) LED勺相同類型 的白光。減低亮度改變光強(qiáng)一些便攜裝置根據(jù)環(huán)境光條件控制其光輸出強(qiáng)度， 而另一些裝 置在短時(shí)間待機(jī)之后通過(guò)軟件降低光強(qiáng)。這些操作都需要LED降低亮度，而這種微光功能將影響每個(gè)正向電流， 以相同的方法使亮度坐標(biāo) 產(chǎn)生偏差。用小的數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制流經(jīng) RSE電阻器可以實(shí)現(xiàn)均勻亮 度。6位分辨率轉(zhuǎn)換器（如帶I2C兼容接口 MAX536或帶SPI兼容接口 的MAX5365可提供32級(jí)光強(qiáng)調(diào)節(jié)（見(jiàn)圖10）。這類LED勺白光隨著亮度 而變化，因?yàn)檎螂娏饔绊懮鴺?biāo)。這不應(yīng)該是個(gè)問(wèn)題，因?yàn)橄嗤?正向電流使組中的每個(gè)二極管發(fā)射相同的光。不使色度坐標(biāo)偏移的亮度調(diào)節(jié)是脈寬調(diào)制

24、。 這可以用電源器件 實(shí)現(xiàn)，這些電源器件能提供使能或停機(jī)功能。例如，MAX191只要EN變低就能立即限制流經(jīng)LED勺漏電流僅為1mA這導(dǎo)致無(wú)光發(fā)射。EN 變高態(tài)控制流經(jīng)LED勺可編程正向電流。若加一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)到 EN 端，則亮度正比于占空比。色度坐標(biāo)不會(huì)移動(dòng)，因?yàn)槊總€(gè)LED連續(xù)流過(guò)相同的正向電流。 然而，人眼可覺(jué)察到隨占空比變化的亮度變化，人眼分辨不出 25Hz 以上的頻率，所以選擇200-300HZ開(kāi)關(guān)頻率對(duì)于PW喊低亮度是合適 的。較高的頻率可能會(huì)出會(huì)問(wèn)題，因?yàn)殚_(kāi)關(guān) LEDS、斷所需的短暫時(shí) 間期間可能移位色度坐標(biāo)。從微處理器 I/O 引腳或一個(gè)外設(shè)器件可提 供PW信號(hào)?？捎玫牧炼燃?jí)數(shù)

25、取決于所用計(jì)數(shù)器的寬度。的，因?yàn)樗卸O管是串聯(lián)的，具有完全相同的電流RSENSE加在開(kāi)關(guān)升壓變換器具有電流控制除了上面提供的電荷泵（MAX1912外，也可以用帶電流控制的升壓變換器實(shí)現(xiàn)。例如開(kāi)關(guān)電壓變換器MAX184可產(chǎn)生高達(dá)13V勺輸出電壓，此電壓驅(qū)動(dòng)3個(gè)串聯(lián)LED（圖11）是足夠的。此方法也許是最健全CTR輸入的電壓確定LEDfe流根據(jù)上面所述方法，MAX184可實(shí)現(xiàn)降低亮度功能。流經(jīng) LED 的正向電流正比于加到CTR引腳的電壓。因?yàn)?，?dāng)加到CTR引腳的電 壓低于100mVt, MAX181變?yōu)殛P(guān)機(jī)模式，所以，可以實(shí)現(xiàn) PW微亮功 能。結(jié)語(yǔ)白光LED并聯(lián)工作，但要保證其正向電流相等，確

26、保均勻的 白光發(fā)射。為使LED工作，選擇可控制電流源或帶電流控制的升壓變 換器組合。用電荷泵或開(kāi)關(guān)升壓變換器可以實(shí)現(xiàn)各種組合。3、高效、大電流白光LED!區(qū)動(dòng)器EL7516前言隨著白光LED勺發(fā)展，它的應(yīng)用越來(lái)越廣。從前，白光LED最常見(jiàn)的應(yīng)用是作為小尺寸LCD屏的背光?，F(xiàn)在白光LED勺亮度 加大，它的應(yīng)用已普及到其它方面，例如手電筒或手機(jī)照相輔助照明。 本文介紹一種利用普通的升壓芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)大電流 LED勺高效電路。電路設(shè)計(jì)一般白光LED的電流在20mA左右，但高亮度的 LED需要 200300mA電流。如果產(chǎn)品需要用三至四顆高亮度的白光 LED為了 亮度平均，一般的做法都是把它們串連接在一起

27、。市場(chǎng)上絕大部分的 白光LE驅(qū)動(dòng)芯片都只能驅(qū)動(dòng)20mZ左右。碰上串聯(lián)大電流LED的應(yīng)用便 要另想辦法。In tersil的EL7516是一顆典型的升壓芯片，此芯片工作于1.2MHz定頻PW模式，內(nèi)置1.5A,200mQ MOSFET 圖1示出 EL7516勺典型應(yīng)用電路。通過(guò) DC-D升壓作用，EL7516各2.75.5V輸 入轉(zhuǎn)化成12V的恒定電壓。跟一般PW控制芯片一樣，F(xiàn)B引腳是接到與 1.3V比較的誤差放大器。通過(guò)選定 R1, R2的電阻值來(lái)設(shè)置輸出電壓。表I效率比軌結(jié)果注意：圖3中的R2作了微調(diào)(狙位大概苗Q左右)使到LED電猱等于跖5mA, 方便作比較。方案輸出電壓(V)輸岀電流(

28、EA)輸入電壓(V)輸入電流(A)效率()圖512.382554.-%0.70089.0國(guó)312.412554/95059480.5將EL7516的恒壓電路改成驅(qū)動(dòng)LED的恒流電路是非常簡(jiǎn)單的。如圖2所示，只要將在FB端的R1換成LED改變R2就可以調(diào)節(jié)通過(guò)圖2標(biāo)奉飾LED驅(qū)動(dòng)電路圖3 EL7516ff)個(gè)髙亮度白龍LED& &J Jv vi t t V V rrEFrrEF FT33FT33LED勺電流?？蓮南率竭x定 R2直：R2二VFB/lled其中VFB是FB引腳的電壓，即1.3V; lled是通過(guò)LED勺電流-2=Vw若lled的要求為300mA那么R2需要4.3W,如圖3所示。關(guān)于圖

29、3的電路，最大的缺點(diǎn)在于 R2勺損耗。R2通過(guò)300mA 時(shí)，電阻的功耗接近0.39W。這樣大的功耗不但影響效率，也須要用 體積比較大的電阻，才能接受0.39W勺熱量。一般來(lái)說(shuō)，這些應(yīng)用都 是電池供電的，效率及線路PC空間要求都比較嚴(yán)格，現(xiàn)在讓我們看 看怎樣提高此線路的效率。圖4示出改善電路。比較圖3,圖4增加了兩個(gè)元件一R3及D1。 無(wú)論電路怎樣改動(dòng)，EL7516都會(huì)調(diào)節(jié)占空比使至U FB的電壓維持1.3V。假設(shè)D1的正向?qū)▔航凳?.6V, R2的壓降便約0.7V。要保持300mALED電流，R2可選用2.3 Q。而R2的功耗亦從原來(lái)的0.39W降至0.21W。雖 然功耗已降低，但R2也得

30、用半瓦電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)這種電路。圖5示出了進(jìn)一步的改善方法。一個(gè)廉價(jià)的TL431加進(jìn)電路里作為2.5V的基準(zhǔn)源。如前所述，EL7516會(huì)保持FB在 1.3V ;所以通過(guò)R4的電流是：（2.5-1.3）/20k=60mA。因FB是一高阻抗引腳，我們假設(shè)這60mA全數(shù)流入R5而做成同樣1.2V壓降。剩下的0.1V，會(huì)由R2來(lái)完成。 為了方便購(gòu)買，我們把 R2選定為0.39 Q。所以通過(guò)LED勺電流約為:0.1/0.39 = 255mA。R2的功耗亦大幅降低至：0.1 X 0.255 = 26mW。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們得出圖3與圖5的效率比較結(jié)果（表1）。結(jié)語(yǔ)從以上實(shí)驗(yàn)可以見(jiàn)到，只要在電路上稍作改動(dòng)，可大大提高

31、 高電流LED的工作效率。實(shí)驗(yàn)中，我們用5V輸入。實(shí)際的應(yīng)用很可能 是單個(gè)鋰電池供電。EL7516最低工作電壓為2.3V，所以適用于單個(gè)鋰 電池供電。但EL7516內(nèi)置MOSFE有峰值電流（1.3A min）保護(hù)，如鋰電 池電壓掉到3V以下，驅(qū)動(dòng)四顆LED有可能觸發(fā)電流保護(hù)。如須要在3V 以下工作，最好把輸出減少為三顆LED4、LED照明燈存在的問(wèn)題和解決辦法CGfliLRIRI1K9n M n 丘.f _plpl- - - -321J321JC2C2lBJ JA一corr.t-rUKrUK、LED故照明燈具目前存在的問(wèn)題稱為希望之光的LED從 1964年發(fā)明至今，已發(fā)展到普及化照 明的時(shí)代，

32、 其節(jié)能、 環(huán)保、亮度高、 功耗小、 壽命長(zhǎng)、 耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)， 前景極為廣闊；在室內(nèi)照明的起步階段，還有其固有的缺點(diǎn)，主要表 現(xiàn)在以下幾方面：1 、不一致性帶來(lái)的問(wèn)題：理論上LED都是能發(fā)光的二極管，而實(shí)際上所有LED勺電性能 都是有差異的，每個(gè)廠家的生產(chǎn)工藝是不一致的，甚至相差很大，就 是同一廠家的不同時(shí)間的工藝都是有差異的； 不同廠家使用的半導(dǎo)體 原材料的純度是有差異的，這就使 LED勺發(fā)光強(qiáng)度與驅(qū)動(dòng)電流是不完 全相同、耐過(guò)電流能力和發(fā)熱的差異也就自然而然的不同了； 封裝工 藝和封裝材料的不同， 使得整體的散熱能力是不一樣的， 還有組合材 料的熱彭脹與散熱的問(wèn)題等。由此不難看出丄ED發(fā)光二

33、極管在短期內(nèi) 仍存在個(gè)體之間的很大的差異，如果每個(gè)燈只用一個(gè) LED好控制。 例如電視機(jī)、DVDt的電源指示燈；而當(dāng)我們用LEC制作照明燈具時(shí)， 就不是用單個(gè)的LED而是用多個(gè)、上百上千個(gè)LED成陣列接入電路， 因LED勺差異總有一個(gè)最先損壞，當(dāng)有幾個(gè)壞掉時(shí) （通常是短路），會(huì) 使電流增大而損壞其他的LED這就是不一致性帶的結(jié)果，也是制約 其發(fā)展的因素之一。2、驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜的問(wèn)題：a.在電壓匹配方面，LED不象普通的白熾燈泡，可以直接連 接220V勺交流市電。LED是2-3.伏的低電壓驅(qū)動(dòng)，必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的 變換電路，不同用途的LED丁，要配備不同的電源。b.在電流供應(yīng)方 面，LED的正常工作

34、電流在18mA-20mA供電電流小于15mA寸LE的發(fā) 光強(qiáng)度不夠，而大于20mA寸，發(fā)生光衰而導(dǎo)致LED老化，同時(shí)發(fā)熱大 增，老化加快、壽命縮短，當(dāng)超過(guò) 50mA寸會(huì)很快損壞，為了延長(zhǎng)LED 照明燈的使用壽命，常用集成電路電源、電子變壓器、分離元件電源 等，大電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，要配大功率管或可控硅器件，另加保護(hù)電路，要 恒流、恒壓電路供電，這樣電源電路復(fù)雜，故障率、元件成本、生產(chǎn) 成本、服務(wù)成本都將升高。 這就大大地限制了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力與購(gòu)買群 體。二、LED照明電路的特點(diǎn)：A、多LED丁的串、并聯(lián)矩陣結(jié)構(gòu)；B、不需要控制亮度；C、 LE的電流在一定范圍變化不會(huì)明顯影響照度；D LED損壞的原因多是

35、電流過(guò)大，超過(guò)50mA較小的電壓變化引起較大的電流變化。所以 控制過(guò)電流即可，這為電路的簡(jiǎn)化提供依據(jù)。三、解決問(wèn)題的方法：如果用WHPT過(guò)流保護(hù)器作保護(hù)，從原理可知，當(dāng)電路的電 流超過(guò)規(guī)定值時(shí)會(huì)訊速的自動(dòng)保護(hù)， 在排除故障后又自動(dòng)復(fù)位， 無(wú)需 人工更換。對(duì)LED而言，電壓的變化不是LED損壞的直接原因，而電流 的增大才是LED勺真正殺手。利用這個(gè)特性，在LED勺電路保護(hù)上具有 絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，讓簡(jiǎn)易電源供電變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。實(shí)踐證明，在LEDfe路出現(xiàn)故障以前就有效保護(hù)了。如下圖可見(jiàn)，因有了 WHPT可省去恒流、恒壓電路，。器件成本、生產(chǎn)成本、服務(wù)成本都大大降低。也大大增加 了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。四、型號(hào)選

36、擇：可選擇 WH6-XXX到 WH250-XXX的20mA-到-15A中的所需 型號(hào)。對(duì)LED進(jìn)行無(wú)損保護(hù)，延長(zhǎng)壽命。例如： WH250-020用在220V 20mA勺LED電路中，當(dāng)電流超過(guò)40mA寸，WHPT在20秒左右保護(hù)。專家指點(diǎn)：WHPT保護(hù)時(shí)，其續(xù)電流使LED繼續(xù)點(diǎn)亮，只是光暗而 不是熄滅，這是其它保護(hù)電路不具備的優(yōu)點(diǎn)，如果是干擾電流或電壓 導(dǎo)致保護(hù)，則干擾過(guò)去后，LEDB動(dòng)恢復(fù)正常點(diǎn)亮，而不需要人工更 換或維修。五、WHPT系列產(chǎn)品可用于下列的照明、裝飾、景觀等燈具的電 路保護(hù)：各種LE日光燈、球泡燈、杯燈、吸頂燈、路橋燈、交通燈、 隧道燈、護(hù)欄燈、空中探照燈、激光燈、投光燈、庭

37、院燈、地埋、水 底燈、墻角燈、地腳燈、幕墻燈、盒燈、迪吧燈、酒吧燈、地磚燈、 廣場(chǎng)燈、節(jié)日燈、工藝燈、線條燈、氣車燈等 LED丁。大功率LED技術(shù)的進(jìn)步也使得設(shè)計(jì)階段的散熱考慮變得越來(lái)越重 要。為了避免LED勺加速老化，或者最壞情況的完全報(bào)廢，LED本身不 能過(guò)熱。一旦大功率LED的發(fā)熱效率高于發(fā)光效率，輸入功率產(chǎn)生熱 而不發(fā)光的比例就非常高。 所以，在設(shè)計(jì)階段就必須考慮采用良好的 散熱來(lái)保證LED工作可靠，并且允許它在更高的環(huán)境溫度下也能夠工 作。而在選擇LE驅(qū)區(qū)動(dòng)電路時(shí)，則必須考慮器件的散熱。確保LED芯片不致過(guò)熱的一個(gè)重要指標(biāo)就是正向電流。在實(shí) 際使用中， 經(jīng)常將工作電流設(shè)置在一個(gè)很低的

38、水平， 以確保即使在很 高的環(huán)境溫度下LED也不至于過(guò)熱。然而，如果LE的工作電流與溫 度不相關(guān)，就會(huì)帶來(lái)一個(gè)很大的問(wèn)題：當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，LE的工作條件就超出了其規(guī)范的要求。此外，在 很低的溫度下，供給LED的電流 會(huì)極大地低于最大允許電流。LED!動(dòng)電路中的熱敏電阻因此，人們希望控制LE的驅(qū)動(dòng)電流并使之降低LED額定工作 條件。某些價(jià)格昂貴的LED驅(qū)動(dòng)IC可以實(shí)現(xiàn)這種功 能，它采用內(nèi)部或 外部的溫度傳感器來(lái)感知溫度并進(jìn)行反饋控制。 而我們則希望通過(guò)在 LED驅(qū)動(dòng)電路中采用PTC熱敏電阻來(lái)提供一種簡(jiǎn)單的方法。它具有如下 優(yōu)點(diǎn)。 在室溫的情況下，正向電流是增加的。由于減少了 LED的數(shù)量，所以成本

39、可以降低。此外，可以采用 價(jià)格低廉的驅(qū)動(dòng) IC ，或者甚至也可以采用不具有集成溫度管理功能的 驅(qū)動(dòng)電路。可以設(shè)計(jì)一個(gè)不需要IC控制，但仍能夠根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整LED 工作電流的電路。也可以采用低成本的LED,只是需要降低額定工作條件和提供 更小的安全裕量。如果增加過(guò)熱保護(hù)功能，LED勺可靠性會(huì)得到提高。在散熱方面也可以采用散熱器（片）等方法。使用WHPT前后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較圖曲1圖2圖3淺談LEE產(chǎn)品老化 我們?cè)趹?yīng)用LED時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣種問(wèn)題，LED旱在產(chǎn)品上剛開(kāi)始的時(shí)候是正常工作的，但點(diǎn)亮一段時(shí)間以后就會(huì)出現(xiàn)暗光、閃動(dòng)、故障、間斷亮等現(xiàn)象，給產(chǎn)品帶來(lái)嚴(yán)重的損 害。引起這種現(xiàn)象的原因大致有：1應(yīng)

40、用產(chǎn)品時(shí)，焊接制程有問(wèn)題，例如焊接溫度過(guò)高焊接時(shí)間 過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)有做好防靜電工作等，這些問(wèn)題 95以上是封裝過(guò)程造成。2. LED本身質(zhì)量或生產(chǎn)制程造成。預(yù)防方法有：1. 做好焊接制程的控制。2. 對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行老化測(cè)試。老化是電子產(chǎn)品可靠性的重要保證， 是產(chǎn)品生產(chǎn)的最后必不 可少的一步。LE產(chǎn)品在老化后可以提升效能，并有助于后期使用的 效能穩(wěn)定。LED老化測(cè)試在產(chǎn)品質(zhì)量控制是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，但 在很多時(shí)候往往被忽視，無(wú)法進(jìn)行正確有效的老化。LED老化測(cè)試是根據(jù)產(chǎn)品的故障率曲線即浴盆曲線的特征而采取的對(duì)策， 以此來(lái)提高 產(chǎn)品的可靠性， 但這種方法并不是必需的， 畢竟老化測(cè)試是以犧牲單 顆LE產(chǎn)品的

41、壽命為代價(jià)的。LED老化方式包括恒流老化及恒壓老化。恒流源是指電流在 任何時(shí)間都恒定不變的。有頻率的問(wèn)題，就不是恒流了。那是交流或 脈動(dòng)電流。 交流或脈動(dòng)電流源可以設(shè)計(jì)成有效值恒定不變， 但這種電 源無(wú)法稱做恒流源。恒流老化是最符合LED電流工作特征，是最科 學(xué)的LED老化方式；過(guò)電流沖擊老化也是廠家最新采用的一種老化手 段，通過(guò)使用頻率可調(diào)，電流可調(diào)的恒流源進(jìn)行此類老化，以期在短 時(shí)間內(nèi)判斷LED勺質(zhì)量預(yù)期壽命，并且可挑出很多常規(guī)老化無(wú)法挑出 的隱患LED 有效防止高溫失靈-PTC熱敏電阻用作LED艮流器 近年來(lái)，發(fā)光二極管（簡(jiǎn)稱LED）的發(fā)展已取得巨大進(jìn)步：已從純粹用作指 示燈發(fā)展為光輸出

42、達(dá)100流明以上的大功率LED不久之后，LED照明 的成本將降至與傳統(tǒng)冷陰極熒光燈（簡(jiǎn)稱CCFL類似的水平。這使得人 們對(duì)LED勺下述應(yīng)用興趣日濃： 汽車照明燈、建筑物內(nèi)外的LEDt源、 以及筆記本電腦或電視機(jī)LCD屏的背光。 大功率LE技術(shù)的發(fā)展提高 了設(shè)計(jì)階段對(duì)散熱的要求。就像所有其它半導(dǎo)體一樣，LED能過(guò)熱, 以免加速輸出的減弱，或者導(dǎo)致最壞狀況：完全失效。與白熾燈相比， 雖然大功率LED具有更高效率，但是輸入功率中相當(dāng)大的一部分仍變 成熱能而非光能。因而，可靠的運(yùn)作就需要良好的散熱，并要求在設(shè) 計(jì)階段就考慮高溫環(huán)境。設(shè)計(jì)LE驅(qū)區(qū)動(dòng)電路尺寸時(shí)，也必須考慮溫度因素：必須選擇其正向電流，以確

43、保即使環(huán)境溫度達(dá)到最高值， LED芯片也不會(huì)過(guò)熱。隨著溫度的升高，就需要通過(guò)降低最高容許電 流，即降低額定值，來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫。LED制造商把降額曲線納入其產(chǎn)品 規(guī)格中。有關(guān)此類曲線，參見(jiàn)圖1圖1 LED降頻曲線利用無(wú)溫度依賴性的電源運(yùn)行LE帝在弊端：在高溫區(qū)域內(nèi)，LED則超出規(guī)格范圍運(yùn)行。此外，當(dāng)處于低溫區(qū)域時(shí)，照明源就由明顯低 于最大容許電流 （參見(jiàn)圖1紅色曲線 ）的電流供電。如圖1的綠色曲線所 示，通過(guò)LE驅(qū)動(dòng)電路中的正溫度系數(shù)熱敏電阻 （簡(jiǎn)稱PTC熱敏電阻） 來(lái)控制LEDfe流是一個(gè)重大改進(jìn)。這至少可以帶來(lái)下列好處：*在室溫下增加正向電流，從而增加光輸出*因?yàn)榭梢詼p少LED使用量，所以可以使

44、用價(jià)格較低的驅(qū)動(dòng)集成電 路（簡(jiǎn)稱IC）乃至一個(gè)不帶溫度管理的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)節(jié)約成本*實(shí)現(xiàn)無(wú)需IC控制的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，此電路亦可使LEDt流隨溫度 改變* 能夠使用較便宜減額值較高安全裕量較小的 LED* 過(guò)熱保護(hù)功能提高了可靠性*帶散熱片的熱機(jī)械設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單大多數(shù)LED用驅(qū)動(dòng)電路形式具有一個(gè)共同點(diǎn)：即流經(jīng)LED勺正向電 流是通過(guò)固定電阻進(jìn)行設(shè)置（參見(jiàn)圖2）。一般說(shuō)來(lái)，流經(jīng)LED ILED的 電流取決于Rout，即ILED 1/Rout。由于Rout不隨溫度而變，因此 LEDfe流也不受溫度影響。將固定電阻換成隨溫度變化的電路，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED電流的溫度管理。下列圖表闡明了如何使用 PTC熱敏電阻來(lái)

45、改善標(biāo)準(zhǔn)電路。示例1：有反饋回路的恒流源 圖2中電路1為常用的驅(qū)動(dòng)電路。 其恒流源包括一條反饋回路。 當(dāng) 調(diào)節(jié)電阻兩端的反饋電壓達(dá)到因IC而異的VFB寸，LED電流就不變了。LE電流因而被穩(wěn)定在ILED二VFB/Rout圖3所示為上一電路改良型：此電路借由PTC熱敏電阻，生成隨溫 度變化的LED電流。通過(guò)正確選擇PTC熱敏電阻、Rseries以及 Rparallel，此電路與專用驅(qū)動(dòng)IC和LED組合相匹配。其中，LED電流 可經(jīng)由下列方程式計(jì)算得出：圖3所示電路闡明了 LED電流（參見(jiàn)圖3）的溫度依賴性。與針對(duì)最 高運(yùn)行溫度為60度的恒流源相比較，使用PTC熱敏電阻后LED電流可在 0度和40

46、度之間提升達(dá)40%并且LEDS度也能提高同等百分比。Vout圖2 LED的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式Rwiipw圖3采用PTC熱敏電阻的溫度監(jiān)測(cè)和電流降頻示例2:調(diào)節(jié)電阻與LED無(wú)串聯(lián)的恒流源圖2所示電路 2為另一常見(jiàn)的恒流源電路：電流通過(guò)連接驅(qū)動(dòng)IC的電阻得以確定。然而在這種情況下，調(diào)節(jié)電阻并未與LED串聯(lián)。Rset 和ILED之間的比率由IC規(guī)格明確。因此，運(yùn)用 20kW的串聯(lián)電阻和 TLE4241C型驅(qū)動(dòng)IC，最終產(chǎn)生的LED電流為30mA圖4所示為標(biāo)準(zhǔn)電路 改良型，其中也含有一個(gè)PTC熱敏電阻，盡管此處采用WHPT熱敏電阻。 在感測(cè)溫度，元件電阻可達(dá)4.7kW,且容許誤差值為士 5C（標(biāo)準(zhǔn)系列） 或

47、士 3C （容許誤差值精確系列）。圖4所示為隨外界溫度而變化的LED電流。固定電阻Rseries容許 誤差范圍小，在低溫時(shí)支配總電阻。只有在低于PTC熱敏電阻的感測(cè)溫度大約15 K時(shí)，由于PTC熱敏電阻的阻值開(kāi)始增加，電流才會(huì)開(kāi)始 下降。在感測(cè)溫度（總電阻二Rseries+RPTC=19.5kW+4.7kW=24.2kW時(shí) 的電流大約為23mA PTCfe阻在溫度更高時(shí)急劇上升，迅速引發(fā)斷路， 從而避免因溫度過(guò)高出現(xiàn)故障。TLE424IGRwhptrRieii19.5kITOUt圖4無(wú)分流測(cè)量之溫度記錄示例3:無(wú)IC簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示電路3, LED也可在無(wú)驅(qū)動(dòng)IC的情況下工作。圖示電路

48、是通過(guò)車用電池驅(qū)動(dòng)單一 200mALED穩(wěn)壓器生成5 V的穩(wěn)定電源電壓 Vstab，以避免電源電壓出現(xiàn)波動(dòng)。LE睢Vstab處運(yùn)作，電流則通過(guò) 與LED串聯(lián)的電阻元件Rout決定。在這類電路中，通過(guò)下一則等式可 算出獨(dú)立于溫度的正向電流，在此等式中，VDiode是一個(gè)LED勺正向電壓：另一做法是將 WHPT的徑向引線式PTC熱敏電阻以及兩個(gè)固定電 阻相組合后，替代上述固定電阻，如圖所示。由于LED電流的絕大部分流經(jīng)PTC熱敏電阻本身，因此需要選擇一 個(gè)較大的徑向引線式元件。PTC各因?yàn)榱鹘?jīng)電阻本身的電流而導(dǎo)致發(fā) 熱，因此會(huì)一直減少電流，無(wú)論環(huán)境溫度為何 （如圖5所示）。并聯(lián)兩 個(gè)或更多片式PT

49、C熱敏電阻會(huì)將電流分流，但此方案仍存在局限性。bed 工;n io sour CQ TC SO 朝 LOGT C)圖4回復(fù)引用TOP# _工蕊 發(fā)表于2008-9-14 15:23 |只看該作者圖5無(wú)需IC的溫度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路電流值主要是通過(guò)適當(dāng)選擇兩個(gè)固定電阻來(lái)設(shè)置的。 這兩個(gè) 電阻也在改進(jìn)電路方面也起到重要作用，因?yàn)樗鼈儗a(chǎn)生的LED正向電流的允差保持在較低水平。這在正常工作溫度范圍內(nèi)尤其重要，因 為此時(shí)PTC熱敏電阻本身的阻值允差仍較高。第二個(gè)并聯(lián)固定電阻也 能確保PT（不會(huì)在極端高溫情況下徹底關(guān)閉LED因此，電流不會(huì)降至 低于下列等式計(jì)算的所得值：這項(xiàng)性能在例如汽車電子這樣的應(yīng)用中極其重

50、要， 因?yàn)榘踩蟛辉试S照明燈徹底關(guān)閉圖25 n2 200 mA*背景資料：LED勺溫度依賴性像所有半導(dǎo)體一樣，LED勺最高容許結(jié)點(diǎn)溫度不能超過(guò)，以 免導(dǎo)致過(guò)早老化或者完全失效。如果結(jié)點(diǎn)溫度要保持在臨界值以下， 那么外界溫度升高時(shí)，最高容許正向電流則必須下降。不過(guò)，如果運(yùn) 用散熱器，在特定的外界溫度時(shí)正向電流可以增加。LED勺光輸出隨著芯片結(jié)點(diǎn)溫度勺升高而下降。上述情況主要發(fā)生在紅色和 *LED， 白色LEE則與溫度關(guān)系較小。光照效率和正向電流保持同步增長(zhǎng)，不 過(guò)，安裝在結(jié)層和環(huán)境之間的LED所具備的高熱阻率可以降低乃至逆 轉(zhuǎn)這種作用，這是因?yàn)殡S著結(jié)點(diǎn)溫度勺上升，發(fā)射光會(huì)降低。此外，當(dāng)結(jié)點(diǎn)溫度

51、上升且LEDE向電壓與溫度保持同步增長(zhǎng) 時(shí)，發(fā)射光的主波長(zhǎng)會(huì)以+0.1 nm/ K的典型速率增長(zhǎng)。 各種白光LED 驅(qū)動(dòng)電路特性評(píng)比1996年，日亞化學(xué)的中村氏發(fā)現(xiàn)藍(lán)光LE之后，白 光LE就被視為照明光源最具發(fā)展?jié)摿Φ慕M件，因此，有關(guān)白光LED性能的改善與商品化應(yīng)用，立即成為各國(guó)研究的焦點(diǎn)。目前，白光LED 已經(jīng)分別應(yīng)用于公共場(chǎng)所的步道燈、汽車照明、交通號(hào)志、可攜式電 子產(chǎn)品、液晶顯示器等領(lǐng)域。由于白光 LED還具備豐富的三原色色溫 與高發(fā)光效率的特性， 一般認(rèn)為非常適用于液晶顯示器的背光照明光 源，因此，各廠商陸續(xù)推出白光LED專用驅(qū)動(dòng)電路與相關(guān)組件。鑒于 此，本文就LED專用驅(qū)動(dòng)電路的特性

52、與今后的發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。1 定電流驅(qū)動(dòng)的理由1.1白光LED勺光度以順向電流規(guī)范2H2H If)If) 小2 2MBMB j.Mj.M 41)41)陲i為種隨我取樣肖光1丄：“的 啞向電壓與髓向龜流第倍“ “ LT,LT, 0 0 0 0 活 n n 5 5 0 0 5 555 4 4 3 3 3 3 -p-p- I I 1 1 嘔問(wèn)電血nAnA白光LED勺順向電壓通常被規(guī)范成20mA寸，最小為3.0V，最大為4.0V,也就是若單純施加一定的順向電壓時(shí)， 順向電流會(huì)作大范圍的 變化。述： -三種雎圾儀樣廠百配LE打韻Vt伸出-蘭窘陸郭”軀岸+U廠自丸LED聆VF轉(zhuǎn)甚圖1是從A、B兩冢LE

53、D業(yè)的產(chǎn)品中隨機(jī)取三種白光LED羊品進(jìn) 行順向電壓與順向電流特性檢測(cè)的結(jié)果。 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示，若利用 3.4V順向電壓驅(qū)動(dòng)上述六種白光LED寸，順向電流會(huì)在1044m范圍內(nèi) 大幅變動(dòng)。表1為白光LED勺電氣與光學(xué)特性。過(guò)白光LED勺絕對(duì)最大設(shè)計(jì)值（定格值）O* I白光LED的電與光項(xiàng)目嵐小值廈丈值雜瞬電壓j?.6j?.64040V V懣甸電謊50L720M6O1000nrdnrd1500W720rnrd牝RU36(1祁0mrdmrd注：死用蜀瑩洌茯JUJ（KX盅U亞M出:劃4彗自尤I細(xì)妁唏毛再世足以 歸如1譏糸外肌試時(shí)丁以我怙尤屢 與&A,閲既建沁皿定童就才式駆議由于白光LED勺光度與色度是

54、以定電流方式量測(cè)的，所以，為獲 得預(yù)期的亮度與色度，通常是用定電流驅(qū)動(dòng)。* * 2 2瞬空屛站尊第%2抑氐2轄、(iJhT11皿2加n_2fii3oJJrin_?95cijas2孫aa(ijs?(13S0yn27tifl. 29 5d03 iMJX(1JMI(1JMI1期111片1 1CJ35ftyOJJK411CIJ35GJ31表2為光學(xué)坐標(biāo)的等級(jí)（rank）（IF=25mA Ta=250Q。1.2避免順向電流超越容許電流值為確保白光LED勺可靠性，基本上就是需要設(shè)法避免順向電流超圖2中，白光LED勺定格最大順向電流為30mA隨著周圍溫度的上 升，容許順向電流則持續(xù)衰減，如果周圍溫度為 50

55、C，通常順向電流 就不能超過(guò)20mA此外，利用定電壓的驅(qū)動(dòng)方式不易控制流入 LED勺 電流值，因此就無(wú)法維持LED勺可靠性。2白光LED勺驅(qū)動(dòng)方法JF】4L, 電怙和 I；輕年IIJ 電-Ig bllut 電町、ft 2040100周國(guó)世瞅IJSz白光的絕對(duì)厳丈脈向電就說(shuō)計(jì)值與黑圉溫度的堂動(dòng)關(guān)垂刖*Jolnu.袴iv iv愼lillil也金II1AII1AhHX157lhHX157lmxi -vjdt F *zTT-JTJT- -KIKI圖3是驅(qū)動(dòng)白光LED常用的四種電源電路；圖4是上述六種隨機(jī)取 樣白光LED急定后的ReguLation精度特性。圖4的測(cè)試結(jié)果顯示，ReguLator的負(fù)載特

56、性出現(xiàn)在白光LED勺VF 角落上，即圖中的交叉點(diǎn)就是各白光LED勺穩(wěn)定動(dòng)作點(diǎn)。2.1使用電壓ReguLator的驅(qū)動(dòng)方式圖3 (a)的電路分別使用可以控制 LEC電流的電壓ReguLator與 BaLLast電阻，這種電路的優(yōu)點(diǎn)是電壓ReguLator種類豐富，設(shè)計(jì)者可 以選擇的自由度較大，而且與電壓 ReguLator、LED勺接點(diǎn)只有一點(diǎn)； 缺點(diǎn)是BaLLast造成的電力損失會(huì)導(dǎo)致效率惡化。此外，LED勺順向電流也無(wú)法獲得精密控制。11- J 耶抽慚 Multi Ki 11包海 Ig4k砧O1ISH2-3O1ISH2-3X41IKX41IK2 2兒何譏皿皿）(d)(d) 3t(fc3t(fc flltlttflltltt RelateRelate 圈、勒白址I I PRPR常用的四解電璋朿躍用J為護(hù)光i-tl)的M料左與忡已IC的fhtf科辭it： t曲曲丄時(shí)恂總齊肚舁#4 規(guī)第IL；! , t 唏別 MSvi 怖起陸 Hrtdj* 屮恥 11 Mb nit.i 1. ITIL VIS 沖削機(jī)圖4 (a)中可以看出，隨機(jī)取樣六個(gè)白光 LED勺順向電流， 從14.2mA到1