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为何白光LED需要装配恒流驱动电源
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来源:功芯技网址:http://www.itopway.cn
摘要:使用白色发光二极管来显示荧幕背光或其他照明应用时,有两个原因使得它们需要保持恒定的电流:
1、为了避免超出最大的额定电流,降低整灯稳定性。
2、从每一个LED光源中获得可检测的、比较的发光强度和色度。
该篇描述了一系列典型的发光二极管和电路的特点,讲诉了恒流驱动在LED技术中的必要性。


图一grgd.gif

图1 显示了6个随机的白色发光二极管的正向电流与正向电压。在这种情况下,驱动这6个带有3.4 V的LED灯,会导致它们的前电流从10mA到44mA不等,最终效果取决于LED灯。

对于稳定性来说,重要的是电源输出不要超出led灯珠的最大承受电流。
举一个典型的承受值:30mA。
但是如图2所示,最大电流被取消了,以处理不断增加的环境温度。
将电流限制在20度是很常见的,因为它的使用温度高达50摄氏度。
通过将图1和图2中的信息结合起来,很明显,用恒定的电压驱动白色led并不是一个可靠的解决方案。


图二fefsdf.gif

图2 白色LED的绝对最大正向电流等级通常是随着周围环境温度的升高而降低。

此外,重要的是要注意,白色LED的发光强度和色度(颜色)是通过不断的电流驱动的,并得到最好的控制。
图3中可以看到典型的白色LED规范。


图三fedm.gif

图3 对于典型的白色LED,整个电气规范在IF=20mA时进行测试。
因此,为了获得可预测的和匹配的光强度和色度(颜色),推荐恒定的电流驱动。


图四feis.gif

图4 显示了驱动白色led的四种常见电源电路。


图五idnde.gif
图5 显示了调节我们6个随机led的相应的调节精度。
在图5中,调节阀的输出负载线特性是在led的Vf曲线上绘制的。
直线相交的地方是每个LED电源的调节点。


图4中白色的发光二极管通常有四种不同的方式:(a)电压源和镇流器电阻,(b)电流源和镇流器电阻,(c)多种电流源,以及(d)与led在串联连接中的电流源,而有些场景应用时需要用到防水恒流电源

图5中白色led前电压(Vf)的变化对当前的调节精度有不同的影响,这取决于调节方案:(a)电压源和压舱电阻,(b)电流源和压压电阻,(c)多个电流源,或串联的电流源。
6个随机的白色发光二极管的Vf曲线(3个从A到B的3个)显示。
调节阀的输出负载曲线与LED的Vf曲线相交的地方是调节点。

图4的电路显示了如何使用电压调节器和镇流器来控制LED电流。
这种方法的优点是,很多电压调节器都可以采用这种方式,而且只有一个终端连接着调节器和led。
缺点是,由于在压舱电阻器中失去动力而导致的效率不高,导致电流不能准确地控制。
图5显示,我们的6个随机led灯的电流从142到18.4不等,而品牌A的平均亮度比b品牌的平均水平要多2mA。

图4的电路调整了应用于led的总电流,而压舱电阻仍然用于led与led的匹配。
MAX1910是这种类型的现行规则的一个例子防水恒流电源
这一电路利用了一个事实,即led在一个制造商的产品中更匹配,而且大多数的变体都是从loto-lot或品牌到品牌。
因此,在提供类似的电流控制的情况下,压舱电阻器可以减少一半的功率,同时提供与前一电路相同的电流控制。
图5b显示,我们6个随机发光二极管的电流从15.4到19.6个不等;
然而,品牌A的变化更小,品牌A和品牌B的平均波动率为17.5/led。
缺点是在压舱电阻器中仍然存在很大的能量损失,而LED电流并不完全匹配。
然而,这个电路代表了性能和简单性之间的一个很好的折中。

图4的电路对每个LED的电流进行调节,不需要压舱电阻。
目前的规定的准确性和匹配度是由当前的监管者的准确性所控制的。
MAX1570是这种类型的电流调节的一个例子,它显示了2%的典型电流精度和0.3%的典型电流匹配。
因为目前的监管机构都是低辍学生,所以效率可能非常高。
图5c显示,在所有6个随机选择的白色led灯中,受调节电流是一个恒定的17.5马。
缺少压舱电阻可以节省电路板空间,但是在调节阀和发光二极管之间需要四个接线端子。
这种类型的电路代表了一种高性能的解决方案,它可以很容易地与基于电感的解决方案竞争。

图4的电路是一种高效率的基于感应的提升转换器,它被配置为调节电流。
一个低反馈阀值可以将电流感应电阻器中所浪费的电能最小化。
因为LED是按系列排列的,所以LED电流在所有条件下都是完美的。
电流的准确度是由调节器的反馈阀值的精度决定的,并且独立于LED的正向电压变化。
MAX1848和MAX1561是这类当前规则的例子,显示了87%(3个led)和84%(6个led)效率(打针/针)。
其他的一些优势还包括在调节器和led之间只有两个终端,而且led的串联布置与使用特殊的推进转换器无关,这给了设计者很大的灵活性。
缺点包括电感器的尺寸(特别是高度)、成本和辐射的EMI。


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