圖2中,白光LED的定格最大順向電流為30mA,隨著周圍溫度的上升,容許順向電流則持續(xù)衰減,如果周圍溫度為50℃,通常順向電流就不能超過20mA。此外,利用定電壓的驅(qū)動方式不易控制流入LED的電流值,因此就無法維持LED的可靠性。
2 、白光LED的驅(qū)動方法
圖3是驅(qū)動白光LED常用的四種電源電路;圖4是上述六種隨機取樣白光LED穩(wěn)定后的ReguLation精度特性。
圖4的測試結(jié)果顯示,ReguLator的負(fù)載特性出現(xiàn)在白光LED的VF角落上,即圖中的交叉點就是各白光LED的穩(wěn)定動作點。
2.1 使用電壓ReguLator的驅(qū)動方式
圖3(a)的電路分別使用可以控制LED電流的電壓ReguLator與BaLLast電阻,這種電路的優(yōu)點是電壓ReguLator種類豐富,設(shè)計者可以選擇的自由度較大,而且與電壓ReguLator、LED的接點只有一點;缺點是BaLLast造成的電力損失會導(dǎo)致效率惡化。此外,LED的順向電流也無法獲得精密控制。
2.3 使用輸出型的MuLti PuLL電流Regu-Lator的驅(qū)動方式
圖3(c)的電路可以使流入LED的電流各自穩(wěn)定化,因此不需要使用BaLLast電阻,電流的精度與匹配性ReguLator則由各自的電流ReguLator支配。
圖3(c)中的MAX1570 IC可以使上述電流ReguLation達(dá)成2%標(biāo)準(zhǔn)的電流精度,與0.3%標(biāo)準(zhǔn)的電流匹配性等目標(biāo)。
由MAX1570 IC構(gòu)成的電流ReguLator為低Drop Out Type,因此它的動作效率非常高。圖4(c)的測試結(jié)果顯示,使用圖3(c)的驅(qū)動電路時,流入六個隨機取樣白光LED穩(wěn)定化的電流為17.5mA。
雖然ReguLator與LED之間需要四個連接端子,不過此電路不需要BaLLast電阻,所以可以有效抑制封裝面積,因此非常適合應(yīng)用在封裝空間極為狹窄的小型液晶面板等領(lǐng)域。
2.4 使用升壓型電流ReguLator驅(qū)動的方式
圖3(d)的電路是利用可以使電流穩(wěn)定化的電感(Inductor),構(gòu)成所謂的高效率Step Up Converter。本電路的最大特點是 Feed Back ThreshoLd電壓,可以減少電流檢測用電阻的電力損失。此外,LED采用串聯(lián)方式連接,所以流入白光LED的電流即使是在各種要求下,都能夠與LED完全取得匹配。
有關(guān)電流的精度基本上取決于Regu-Lator的Feed Back ThreshoLd精度,因此不會受到LED順向電壓的影響。
由MAX1848與MAX1561 IC構(gòu)成的電流ReguLator的效率(PLED/PIN)分別是:三個LED+MAX1848,87%;六個LED+MAX-1561, 84%。
Step Up Converter的另一優(yōu)點是Regu-Lator與LED之間需要兩個連接端子,而且LED的使用數(shù)量不會受到Step Up Converter種類的影響,這意味著設(shè)計者會擁有更大的選擇空間。因此,Step Up Converter廣泛應(yīng)用在各種尺寸的液晶面板;電路的缺點是電感外形高度、組件成本偏高,有EMI輻射干擾。
3、結(jié)束語
以上介紹了白光LED常用的驅(qū)動電路,并通過實驗方式深入探討了各電路實際運行時的優(yōu)缺點和特性。由于LED結(jié)構(gòu)的限制,因此會有波長與驅(qū)動電流精度不易控制等困擾,隨著白光LED背光模塊應(yīng)用需求的不斷增加,如何改善上述波長與電流精度問題,同時降低驅(qū)動電路的制作成本,成為必須克服的問題。