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标准和白光LED的基础知识与驱动

  • 发布日期:2007-04-02 浏览次数921
概述如果能够通过使led正向电流相等而确保白光发射的均匀性,则可以并联驱动白光led。为驱动LED,应该选择可控的电流源或者带有电流控制的步进转换器。采用电荷泵或者开关升压转换器可以实现这样的与几个标准产品的结合。

    很多年来,发光二极管(LED)广泛的应用于状态显示与点阵显示板。现在,不仅可以选择近期刚刚研发出来的蓝光和白光产品(普遍用于便携设备),而且也能在已有的绿光、红光和黄光产品中选择。例如,白光LED被认为是彩色显示器的理想背光源。但是,必须注意这些新型LED产品的固有特性,需要为其设计适当的供电电源。本文描述了新、旧类型LED的特性,以及对驱动电源的性能要求。

    标准红光、绿光和黄光LED

    使LED工作的最简单的方式是,用一个电压源通过串接一个电阻与LED相连。只要工作电压(VB)保持恒定,LED就可以发出恒定强度的光(尽管随着环境温度的升高光强会减小)。通过改变串联电阻的阻值能够将光强调节至所需要的强度。

    对于5mm直径的标准LED,图1给出了其正向导通电压(VF)与正向电流(IF)的函数曲线。[1] 注意LED的正向压降随着正向电流的增大而增加。假定工作于10mA正向电流的绿光LED应该有5V的恒定工作电压,那么串接电阻RV 等于(5V -VF,10mA)/10mA = 300。如数据表中所给出的典型工作条件下的曲线图(图2)所示,其正向导通电压为2V。


    图1. 标准红光、绿光和黄光LED具有1.4V至2.6V的正向导通电压范围。当正向电流低于10mA时,正向导通电压仅仅改变几百毫伏。


    图2. 串联电阻和稳压源提供了简单的led驱动方式。

    这类商用二极管采用GaAsP (磷砷化镓)制成。易于控制,并且被绝大多数工程师所熟知,它们具有如下优点:

  • 所产生的色彩(发射波长)在正向电流、工作电压以及环境温度变化时保持相当的稳定性。标准绿光LED发射大约565nm的波长,容差仅有25nm。由于色彩差异非常小,在同时并联驱动几个这样的LED时不会出现问题(如图3所示)。正向导通电压的正常变化会使光强产生微弱的差异,但这是次要的。通常可以忽略同一厂商、同一批次的LED之间的差异。
  • 正向电流高至大约10mA时,正向电压变化很小。红光LED的变化量大约为200mV,其它色彩大约为400mV (如图1所示)。
  • 相比之下,对于低于10mA的正向电流,蓝光和白光LED的正向电压变化更小。可以直接使用便宜的锂电池或三节NiMH电池驱动。

    图3. 该图给出了同时并联驱动几个红光、黄光或者绿光LED的结构,具有很小的色彩差异或亮度差异。

    因此,驱动标准LED的电流消耗非常低。如果LED的驱动电压高于其最大的正向电压,则并不需要升压转换器或者复杂昂贵的电流源。

    LED甚至可以直接由锂电池或者3节NiMH电池来驱动,只要因电池放电而导致的亮度减弱可以满足该应用的要求即可。

    蓝光LED<

 

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