各种白光LED专用驱动电路的特性对比分析

1996年日亚化学的中村氏发表蓝光     LED   之后,白光LED就被视为次世代照明光源最具发展潜力的组件,因此有关白光LED的性能改善与商品化应用,立即成为各国研究的焦点。目前白光LED已经分别应用在公共场所步道灯、汽车照明、交通号志、可携式电子产品、     液晶显示   器等领域。由于白光LED还具备丰富的三原色色温与高发光效率,一般认为非常适用于液晶     显示器   的背光照明光源,因此各厂商陆续推出白光LED专用驱动     电路   与相关组件,有鉴于此本文接着要探讨各种白光LED专用驱动电路的特性,与今后的发展动向。定     电流   驱动的理由 白光LED使用电流驱动的理由主要两项,分别是:1.白光LED的光度是以顺向电流规范 白光LED的顺向电压通常被规范成「20mA时,最小为3.0V,最大为4.0V」,换言之若单纯施加一定的顺向电压时,顺向电流会作大范围的变化。图1是从A、B两家LED厂商的产品中随机取样三种白光LED,进行顺向电压与顺向电流特性检测的结果。根据检测结果显示若利用3.4V顺向电压驱动上述六种白光LED时,顺向电压会在10mA~44mA范围内大幅变动。由于白光LED的光度与色度是以定电流方式量测,为获得预期的亮度与色度,所以通常是用定电流驱动。

圖1 六種隨機取樣白光LED的順向電壓與順向電流特性項目

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注:1.光度的量测误差±10% 2.日亚NSCW455白光LED的电气特性是以Iv=20mA 条件     测试   时可以预估光度与色度,因此建议以定电流方式驱动。(a)白光LED的电气与     光学   特性(Ta=250C )

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2.避免顺向电流超越容许电流值有关白光LED的可靠性,基本上就是需设法避免顺向电流超过白光LED的绝对最大设计值(定格值)。如图2所示白光LED的定格最大顺向电流为30mA,随着周围温度的上升,容许顺向电流则持续衰减,如果周围温度为500C的话,通常顺向电流就不能超过20mA。此外利用定电压的驱动方式不易控制流入LED的电流值,因此无法维持LED的可靠性。

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圖2 白光LED的絕對最大順向電流設計值與周圍溫度互動關係 白光LED的驱动方法图3是驱动白光LED常用的四种电源电路;图4是上述六种随机(random)取样白光LED,稳定化后的Regula     ti   on精度特性。根据图4的测试结果显示,Regulator的负载特性出现在白光LED的VF角落(curve)上,也就是说图中的交叉点就是各白光LED的稳定动作点。a.使用电压Regulator的驱动方式图3(a)的电路分别使用可以控制LED电流的电压Regulator与Ballast     电阻   ,这种电路的优点是电压Regulator种类非常丰富,设计者可以选择的自由度较多,而且与电压Regulator、LED的接点只有一点;反面缺点是Ballast造成的电力损失会导致效率恶化,此外LED的顺向电流也无法获得精密控制。如图4(a)所示随机取样六个白光LED的顺向电流,从14.2mA到18.4mA分布范围非常宽广,因此A厂商的LED的(平均值)顺向电流高达2.0mA比厂商A更高,藉此方式试图使LED作高亮度发光;相较之下图4(b)电路使用的Regulator,虽然具有小型、低成本等优点,反面缺点是可能会有无法满足性能与可靠性之虞,也就是说本电路的实用性相对的比较容易遭受质疑。
来源;国际led网

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