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各种白色发光管驱动电路优缺点

各种白色发光管驱动电路优缺点

点击数:7376 次   录入时间:03-04 11:45:41   整理:http://www.55dianzi.com   驱动电路及控制电路

  一、恒流驱动白色LED的理由
   常用作显示器背光源和照明的白色LED,基于下述两条理由最好采用恒定电流驱动。

  1.白色LED的发光强度是用正向电流规定的
    白色LED的正向电压通常规定为流过20mA电流时,最小正向压降为3.0V。最大压降为4.0V。如果在白色LED的两端简单地加上一个固定的正向电压时,流过白色LED的正向电流的值会在很宽的范围内变化。不同广家生产的白色LED的电压电流特性曲线会存在很大的差异。即使是同一厂家同一批次的白色LED的伏安特性也会存在一定的差异。

  由于白色LED的发光强度和色度是在指定电流下测试分类的,所以想让白色LED发出希望得到的亮度和颜色,必须采用恒定电流驱动。表l是白色LED的参数。表2为其电光特性。

    表1   

  符号 条件 最小 标准 最大 单位 正向电压 VF If=20mA   3.6 4 V 反向电压 Ir Vr=5V     50 μA 世啦IT级 k ~20mX 720 860 1000 mcd 未;fs级 Iv k20mA 500 600 720 reed 一一lR级 Iv Ir=20mA 360 430 500 mcd      表2     B0级 X 0.28 0.264 0.28310.296 y 0.248 0.267 0.30510.276   bl级 X 0.287 0.283 0.330l0.330 y 0.295 O.305 0.36010.339   b2级 X 0.296 n287 n330J0.330 y 0.276 0.295 0.339l0.318   co级 X 0.33 0.33 0.361l0.356 y 0.318 0.36 0.385l0.351

  2.控制正向电流。
    防止正向电流超出额定值当环境温度升高时。白色LED正向电流的额定值将会随之减小。为了让LED能稳定地工作,在温度发生变化时,LED的正向电流都不允许超过额定值。如图1所示,白色LED容许的正向电流规定为30mA,并且容许的正向电流随着环境温度的升高呈减小的趋势。当在50℃的环境温度中使用时,应把正向电流限制在20mA以下。采用恒压驱动的方法很难控制流过LED的正向电流。无法保证LED的正向电流不超过容许值。

  二、白色LED的驱动方法
     图2是通常驱动白色LED的四种电源电路。在白色LED的伏安特性图中找出电源的负载特性与LED的伏安特性曲线的交点,就可得知此时的白色LED的稳定工作点。

  1.用稳压电源驱动
   图2(a)是用稳压电源驱动白色LED的电路图,流过白色LED的正向电流通常是通过改变与LED串联的电阻来控制的。这种电路的优点是稳压器的种类多,稳压器与LED的接点只需一个。缺点是串联电阻的接入会造成能量损耗,效率下降,无法高精度地控制LED的正向电流。

  2.用恒流电源驱动
    图2(b)是用恒流电源驱动的电路,流过LED的电流都是恒定的。为了使各个LED相互匹配,使用了镇流电阻。

  MAX1910是这类恒流电源的使用例子。这种电路可以使同一厂家、同一批次的LED达到较好的匹配,但对于不同批次或者不同厂家的LED来说,正向电流仍会出现较大的差异。在电路中由于仍串联有电阻,会无谓地消耗掉一定的功率,但比图2 (a)要小一半。

  这种电路的缺点是串联电阻会消耗能量和不能使LED的电流完全一致(匹配)。但该电路是一种兼顾了性能和简化电路的好方法。

  3.使用单输出多路恒流电源
     图2(e)中流过LED的电流是独立设定的,不需要串入镇流电阻。恒流电源的精度和LED匹配是由各个恒流电源的精度决定的。用MAXl570可以实现2%的电流精度和3%的电流匹配。恒流电源由于是低降压型电路,所以效率高。

  恒流电源与LED之间虽然需要四个端予。但不需要串入镇流电阻,可以减小安装面积。所以常在要求节省空间的小型液晶板中使用。

  4.使用升压恒流电源
    图2(d)是用使用电感线圈的高效率升压变换器组成的稳流电源。

  弱反馈临界电压可以减少用于电流检测电阻的消耗功率。三个LED是串联连接的,流过三个LED的电流完全相同,故可以实现匹配。

  电流的精度由稳流电源的反馈阈值精度决定,与LED的正向电压的变化量无关。MAXl848(三只LED串联)、MAXl561(六只LED串联)都可以组成这种电路,效率(Pled/PIN)可以达到87%和84%。该电路的优点是稳流电源与LED之间只需要两个端子,并且LED的使用数量与升压变换器的种类无关,可为设计者提供广阔的设计空间,常用于各种各样尺寸的液晶板中。但由于电流中使用了电感线圈,电感线圈的尺寸(特别是高度)、成本、EMI辐射是这种电路的不足之处。





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