为何白光LED需要装配恒流驱动电源

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。