知识普及——LED驱动原理介绍
来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/28 23:38:24
由于LED的光特性通常都描述为电流的函数,而不是电压的函数,光通量(φV)与IF的关系曲线,因此,采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。
超高亮LED的特性
下图为正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线,由曲线可知,当正向电压超过某个阈值(约2V),即通常所说的导通电压之后,可近似认为,IF与VF成正比。见表是当前主要超高亮LED的电气特性。由表可知,当前超高亮LED的最高IF可达1A,而VF通常为2~4V。
1.jpg (16.78 KB)
2009-9-21 16:36
由于LED的光特性通常都描述为电流的函数,而不是电压的函数,光通量(φV)与IF的关系曲线,因此,采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。此外,LED的正向压降变化范围比较大(最大可达1V以上),而由上图中的VF-IF曲线可知,VF的微小变化会引起较大的,IF变化,从而引起亮度的较大变化。所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此,超高亮LED通常采用恒流源驱动。
下图是 LED的温度与光通量(φV)关系曲线,由下图可知光通量与温度成反比,85℃时的光通量是25℃时的一半,而一40℃时光输出是25℃时的1.8倍。温度的变化对LFD的波长也有一定的影响,因此,良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。
2.jpg (14.01 KB)
2009-9-21 16:36
下图是LED的温度与光通量关系曲线。
3.jpg (20.8 KB)
2009-9-21 16:36
一般LED驱动电路介绍
由于受到LED功率水平的限制,通常需同时驱动多个LED以满足亮度需求,因此,需要专门的驱动电路来点亮LED。下面简要介绍LED概念型驱动电路。
阻限流电路
如下图所示,电阻限流驱动电路是最简单的驱动电路,限流电阻按下式计算。
4.jpg (3.42 KB)
2009-9-21 16:36
5.jpg (9.36 KB)
2009-9-21 16:36
式中:
Vin为电路的输入电压: VF为IED的正向电流; VF为LED在正向电流为,IF时的压降; VD为防反二极管的压降(可选); y为每串LED的数目; x为并联LED的串数。
由上图可得LED的线性化数学模型为
6.jpg (2.48 KB)
2009-9-21 16:36
式中:
Vo为单个LED的开通压降; Rs为单个LED的线性化等效串联电阻。
则上式限流电阻的计算可写为7.jpg (3.22 KB)
2009-9-21 16:36
当电阻选定后,电阻限流电路的IF与VF的关系为8.jpg (4.64 KB)
2009-9-21 16:36
由上式可知电阻限流电路简单,但是,在输入电压波动时,通过LED的电流也会跟随变化,因此调节性能差。另外,由于电阻R的接人损失的功率为xRIF,因此效率低。
超高亮LED的特性
下图为正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线,由曲线可知,当正向电压超过某个阈值(约2V),即通常所说的导通电压之后,可近似认为,IF与VF成正比。见表是当前主要超高亮LED的电气特性。由表可知,当前超高亮LED的最高IF可达1A,而VF通常为2~4V。
1.jpg (16.78 KB)
2009-9-21 16:36
由于LED的光特性通常都描述为电流的函数,而不是电压的函数,光通量(φV)与IF的关系曲线,因此,采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。此外,LED的正向压降变化范围比较大(最大可达1V以上),而由上图中的VF-IF曲线可知,VF的微小变化会引起较大的,IF变化,从而引起亮度的较大变化。所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此,超高亮LED通常采用恒流源驱动。
下图是 LED的温度与光通量(φV)关系曲线,由下图可知光通量与温度成反比,85℃时的光通量是25℃时的一半,而一40℃时光输出是25℃时的1.8倍。温度的变化对LFD的波长也有一定的影响,因此,良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。
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下图是LED的温度与光通量关系曲线。
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一般LED驱动电路介绍
由于受到LED功率水平的限制,通常需同时驱动多个LED以满足亮度需求,因此,需要专门的驱动电路来点亮LED。下面简要介绍LED概念型驱动电路。
阻限流电路
如下图所示,电阻限流驱动电路是最简单的驱动电路,限流电阻按下式计算。
4.jpg (3.42 KB)
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5.jpg (9.36 KB)
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式中:
Vin为电路的输入电压: VF为IED的正向电流; VF为LED在正向电流为,IF时的压降; VD为防反二极管的压降(可选); y为每串LED的数目; x为并联LED的串数。
由上图可得LED的线性化数学模型为
6.jpg (2.48 KB)
2009-9-21 16:36
式中:
Vo为单个LED的开通压降; Rs为单个LED的线性化等效串联电阻。
则上式限流电阻的计算可写为7.jpg (3.22 KB)
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当电阻选定后,电阻限流电路的IF与VF的关系为8.jpg (4.64 KB)
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由上式可知电阻限流电路简单,但是,在输入电压波动时,通过LED的电流也会跟随变化,因此调节性能差。另外,由于电阻R的接人损失的功率为xRIF,因此效率低。
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