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淺談LED驅動設計思想
LED在可攜式產(chǎn)品中背光源的地位已經(jīng)不可動搖,即便是在大尺寸LCD的背光源當中,LED也開始挑戰(zhàn)CCFL(冷陰極螢光燈)的主流地位;而在照明領域,LED作為半導體照明最關鍵的部件,更是因為頂著節(jié)能、環(huán)保、長壽命、免維護等諸多光環(huán)而受到市場的追捧。驅動電路是LED(發(fā)光二極體)產(chǎn)品的重要組成部分,無論在照明、背光源還是顯示板領域,驅動電路技術架構的選擇都應與具體的應用相匹配。
LED的發(fā)光原理是在它兩端加上正向電壓,使半導體中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子發(fā)生復合,放出過剩能量,從而引起光子的發(fā)射。LED驅動電路的主要功能是將交流電壓轉換為恆流電源,同時按照LED器件的要求完成與LED的電壓和電流的匹配。LED驅動電路除了要滿足安全要求外,另外的基本功能應有兩個方面:
一是儘可能保持恆流特性,尤其在電源電壓發(fā)生±15%的變動時,仍應能保持輸出電流在±10%的范圍內變動。用LED作為顯示器或其他照明設備或背光源時,需要對其進行恆流驅動,主要原因是:
1. 避免驅動電流超出{zd0}額定值,影響其可靠性。
2. 獲得預期的亮度要求,并保證各個LED亮度、色度的一致性。
二是驅動電路應保持較低的自身功耗,這樣才能使LED的系統(tǒng)效率保持在較高水準。
PWM (脈寬調制)技術是一種傳統(tǒng)的調光方式,它利用簡單的數(shù)位脈沖,反覆開關LED驅動器,系統(tǒng)只需要提供寬、窄不同的數(shù)位式脈沖,即可簡單地實現(xiàn)改變輸出電流,從而調節(jié)LED的亮度。該技術的優(yōu)點在于能夠提供高品質的白光,以及應用簡單,效率高,但一個致命的缺點是容易產(chǎn)生電磁干擾,有時甚至會產(chǎn)生人耳能聽見的雜訊。
升壓是LED驅動電路的重要任務,而電感升壓和電荷泵升壓是兩種不同的拓撲模式。「由于LED是由電流驅動的,而電感在進行電流轉換時效率{zg},因此電感升壓方式{zd0}的優(yōu)點就是效率高,如果設計得當可以超過90%;不過它的缺點也同樣明顯,就是電磁干擾很強,對手機等通信產(chǎn)品的系統(tǒng)要求就非常高。隨著電荷泵的出現(xiàn),目前大多數(shù)手機都不再采用電感升壓方式。當然,采用電荷泵的升壓方式其效率將低于電感升壓。
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