很多年來，發(fā)光二極管(LED)廣泛的應(yīng)電感生產(chǎn)用于狀態(tài)大電流電感顯示與點陣顯示板?，F(xiàn)在，不僅可以選擇近期剛剛研發(fā)出來的藍光和白光產(chǎn)品(普遍用于便攜設(shè)備)，而且也能在已有的綠光、紅光和黃光產(chǎn)品中選擇。例如，白光LED被認(rèn)為是彩色顯示器的理想背光源。但是，必須注意這些新型LED產(chǎn)品的固有特性，需要為其設(shè)計適當(dāng)?shù)墓╇婋娫?。本文描述了新、舊類型LED的特性，以及對驅(qū)動電源的性能要求。
標(biāo)準(zhǔn)紅光、綠光和黃光LED
使LED工作的最簡單的方式是，用一個電壓源通過串接一個電阻與LED相連。只要工作電壓(VB)保持恒定，LED就可以發(fā)出恒定強度的光(盡管隨著環(huán)境溫度的升高光強會減小)。通過改變串聯(lián)電三相電感器阻的阻值能夠?qū)⒐鈴娬{(diào)節(jié)至所需要的強度。
對于5mm直徑的標(biāo)準(zhǔn)LED，圖1給出了其正向?qū)妷?VF)與正向電流(IF)的函數(shù)曲線。[1]注意LED的正向壓降隨著正向電流的增大而增加。假定工作于10mA正向電流的綠光LED應(yīng)該有5V的恒定工作電壓，那么串接電阻RV等于(5V-VF，10mA)/10mA=300。如數(shù)據(jù)表中所給出的典型工作條件下的曲線圖(圖2)所示，其正向?qū)妷簽?V。
圖1。標(biāo)準(zhǔn)紅光、綠光和黃光LED具有1。4V至2。6V的正向?qū)妷悍秶?。?dāng)正向電流低于10mA時，正向?qū)妷簝H僅改變幾百毫伏。
圖2。串聯(lián)電阻和穩(wěn)壓源提供了簡單的LED驅(qū)動方式。
這類商用二極管采用GaAsP(磷砷化鎵)制成。易于控制，并且被絕大多數(shù)工程師所熟知，它們具有如下優(yōu)點：？所產(chǎn)生的色彩(發(fā)射波長)在正向電流、工作電壓以及環(huán)境溫度變化時保持相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)綠光LED發(fā)射大約565nm的波長，容差僅有25nm。由于色彩差異非常小，在同時并聯(lián)驅(qū)動幾個這樣的LED時不會出現(xiàn)問題(如圖3所示)。正向?qū)妷旱恼Ｗ兓瘯构鈴姰a(chǎn)生微弱的差異，但這是次要的。通?？梢院雎酝粡S商、同一批次的LED之間的差異。？正向電流高至大約10mA時，正向電壓變化很小。紅光LED的變化量大約為200mV，其它色彩大約為400mV(如圖1所示)。？相比之下，對于低于10mA的正向電流，藍光和白光LED的正向電壓變化更小。可以直接使用便宜的鋰電池或三節(jié)NiMH電池驅(qū)動。
圖3。該圖給出了同時并聯(lián)驅(qū)動幾個紅光、黃光或者綠光LED的結(jié)構(gòu)，具有很小的色彩差異或亮度差異。
因此，驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)LED的電流消耗非常低。如果LED的驅(qū)動電壓高于其最大的正向電壓，則并不需要升壓轉(zhuǎn)換器或者復(fù)雜昂貴的電流源。
LED甚至可以直接由鋰電池或者3節(jié)NiMH電池來驅(qū)動，只要因電池放電而導(dǎo)致的亮度減弱可以滿足該應(yīng)用的要求即可。
藍光LED
在很長的一段時間內(nèi)都無法提供發(fā)射藍光的LED。設(shè)計工程師僅能采用已有的色彩：紅色、綠色和黃色。早期的“藍光”器件并不是真正的藍光LED，而是包圍有藍色散射材料的白熾燈。
幾年前，使用純凈的碳化硅(SiC)材料研制出了第一個“真正的藍光”LED，但是它們的發(fā)光效率非常低。下一代器件使用了氮化鎵基料，其發(fā)光效率可以達到最初產(chǎn)品的數(shù)倍。當(dāng)前制造藍光LED的晶體外延材料是氮化銦鎵(InGaN)。發(fā)射波長的范圍為450nm至470nm，氮化銦鎵LED可以產(chǎn)生五倍于氮化鎵LED的光強。
白光LED
真正發(fā)射白光的LED是不存在的。這樣的器件非常難以制造，因為LED的特點是只發(fā)射一個波長。白色并不出現(xiàn)在色彩的光譜上；一種替代的方法是，利用不同波長合成白色光。
白光LED設(shè)計中采用了一個小竅門。在發(fā)射藍光的InGaN基料上覆蓋轉(zhuǎn)換材料，這種材料在受到藍光激勵時會發(fā)出黃光。于是得到了藍光和黃光的混合物，在肉眼看來就是白色的(如圖4所示)。
圖4。白光LED的發(fā)射波長(實線)包括藍光和黃光區(qū)域的峰值，但是在肉眼看來就是白色。肉眼的相對光敏貼片電感感性(虛線)如圖所示。
白光LED的色彩由色彩坐標(biāo)定義。X和Y坐標(biāo)的數(shù)值根據(jù)國際照明委員會(C扁平型電感IE)的15。2規(guī)范的要求計算得到。白光LED的數(shù)據(jù)資料通常會詳細說明隨著正向電流增加而引起的色彩坐標(biāo)的變化(如圖5所示)。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠
