讓LED更高效的驅動(dòng)設計

1 引言

　　LED的市場(chǎng)越來(lái)越廣闊，究其原因，無(wú)外乎低廉的生產(chǎn)成本、高可靠性、極佳的效率以及瞬態(tài)響應能力，無(wú)論是手持終端設備，還是車(chē)載乃至建筑照明，無(wú)不在用到LED。白熾燈在現在的生活中雖然還是應用的主力，白熾燈泡可以發(fā)出各種各樣的光線(xiàn)，但是在具體的應用中我們通常只需要綠色、紅色以及黃色光線(xiàn)--例如交通信號燈。若要使用白熾燈泡，則需使用一個(gè)濾波器，這會(huì )浪費一些光能，而LED則可以直接產(chǎn)生所需顏色的光線(xiàn)，并且在上電時(shí)，LED幾乎是瞬間發(fā)光，而白熾燈則需要200mS的響應時(shí)間。因此，LED比白熾燈更能使用這個(gè)時(shí)代的用電需求。

　　2 LEDI-V特性

　　圖1顯示了典型InGaAlPLED的正向電壓特征。您也可以把LED作為電壓源與電阻串聯(lián)建模，并查看模型與實(shí)際測量之間的密切關(guān)聯(lián)性。電壓源擁有一個(gè)負的溫度系數，當結溫上升時(shí)，電壓源的正向電壓會(huì )發(fā)生負的變化。InGaAlPLED（黃色和琥珀紅）的系數在-3.0mV/K到-5.2mV/K之間，而InGaNLED（藍色、綠色以及白色）的系數則在-3.6mV/K和-5.2mV/K之間。這就是為什么不能直接對LED進(jìn)行并聯(lián)的一個(gè)原因。產(chǎn)生熱量最多的器件往往需要更大的電流，更大的電流會(huì )產(chǎn)生更多的熱量，進(jìn)而引起散熱失控。

圖1 LED作為電阻與電壓源串聯(lián)建模

　　圖2顯示了作為工作電流函數的相對光輸出（光通量）。很明顯，光輸出與二極管電流是密切相關(guān)的，因此可以通過(guò)改變正向電流進(jìn)行調光。并且，在電流較小時(shí)，曲線(xiàn)幾乎是一條直線(xiàn)，但是在電流增大時(shí)，其斜率變小了。這就是說(shuō)，在電流較低的時(shí)候，若將二極管電流增大一倍，則光輸出也會(huì )增加一倍；但是電流較高的時(shí)候，情況就截然不同了：電流上升100%僅能使光輸出量增加80%。這一點(diǎn)很重要，因為L(cháng)ED是由開(kāi)關(guān)電源驅動(dòng)的，這會(huì )導致在LED中產(chǎn)生相當大的紋波電流。實(shí)際上，電源的成本在某種程度上是由所允許的電流大小決定的，紋波電流越大，電源成本就越低，但光輸出會(huì )因此受到影響。

圖2 電流超過(guò)1A以上，LED效率就會(huì )降低