【环保论文】_LED论文,新能源论文,低碳论文

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翻新时间：2013-12-18

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【环保论文】_LED论文,新能源论文,低碳论文

引言近年来，白光LED在照明领域成为越来越重要的创新产品。出众的使用寿命及光效率使白光led在快速增长的应用产品中，成为客户首选的解决方案。

集成电路制造商已开发出多种解决方案，使工程人员在最佳工作条件下使用这些新型元件。本文旨在帮助他们选择最佳的LED驱动器拓扑结构。

虽然也可使用高压交流电源驱动LED，但是低压电池供电系统仍然是主流应用方案。因此，本文将着重关注后一种类型的驱动器。

驱动器比较在介绍驱动器工作原理之前，让我们简单了解一下LED的一些基本特性。发射光与通过发光二极管的电流量成线性正比关系。

因此，严格控制正向电流对于获得所需的光发射而言极为重要。而且，与其它二极管相比，白光LED呈高度非线性。

与普通整流器相比，白光LED在电气性能上的唯一区别是其电压为正向电压，范围在3V~4V之间。因为电流和电压的关系与温度及工艺有关，所以在LED上施加电压会导致电流轻微失控。

因此，驱动LED的最佳方法是在电流模式中进行操作。LED驱动器的选择范围很广，但其目标应用数量有限。

彩屏手机的广泛使用推动了白光LED的生产。白光LED被视为显示屏背光的最佳解决方案。

因此，驱动器首先开发使用锂离子电池供电。允许的电源电压范围一般是2.7V~5.5V。

出于同一使用原因，连接到一个驱动器的LED数量直接取决于LCD的尺寸。很多时候，LED的使用数量为3~5个，但是对于大型显示屏，可使用多达10个LED。

第三个限制因素是解决方案的尺寸。制造商始终在寻求最小且最薄的解决方案。

由于该方案使用电池供电，因此效率成为区分驱动器的关键因素。第二种电路类型是闪光灯，背光电路之间的主要区别是输出功率。

用于摄像手机闪光灯的LED需要100mA~1.2A电流，而普通背光仅需 20mA，LED的数量从1个到4个不等。如果不需要超过500mW的电气功率，则显示屏背光电路有极大的选择空间。

一般来说从500mW~ 5W的规格更接近于闪光灯应用。现在让我们看一下不同的拓扑结构（如图1所示）。

正向电压通常高于电池电压，所以电容性电荷泵或电感升压装置可用于提高可用电压。电感升压装置的独特优点在于，仅需使用一个功率开关即可产生足够电压，以串联LED。

没有其他较好的方案能像这方案确保所有LED具有相同电流和亮度，可对电感的充放电进行有效控制，确保稳定的电流通过与LED串联的检测电阻。这种电路的特点是效率较高。

例如，NCP5006在输出电压为22V的情况下可以实现高达90%的效率。当然，实现这些卓越特性也要付出代价，即需要电感。

这种元件一般比电容更贵更厚。对于非常重视厚度和PCB面积的应用，最佳解决方案通常是电容性电荷泵。

不同的拓扑结构图电荷泵用电池电压对电容器进行充电，然后用电气方法对电容器电压进行“存储”，提供高于电源电压的输出电压，需要使用数个开关对电容器进行正确连接。内部复杂度有所提高，但外部元件可能较小。

电荷泵是一个电压源，其数值取决于电容和开关数量。因此，在不大幅提高复杂度的情况下，达到较高输出电压更为困难。

在这种情况下，要对LED进行并联而不是串联。要确保LED电流稳定，可通过附加电流源或电阻。

对电流源进行匹配，确保LED之间的电流差异微乎其微。当精确度处于次要地位时，最好使用电阻来减少连接数量并降低复杂度。

电荷泵

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