白光LED基礎知識與驅動技術

LED下向電壓與正向電流關系

     用一個電壓源通過串接一個電阻與LED相連，LED就能正常工作， 只要工作電壓(VB)保持恒定，LED就可以發出恒定強度的光(盡管隨著環境溫度的升高光強會減小)。通過改變串聯電阻的阻值能夠將光強調節至所需要的強度。

對于5mm直徑的標準LED，圖1給出了其正向導通電壓(VF)與正向電流(IF)的函數曲線。

注意LED的正向壓降隨著正向電流的增大而增加。

假定工作于10mA正向電流的綠光LED應該有5V的恒定工作電壓，那么串接電阻RV等于(5V-VF,10mA)/10mA=300。如數據表中所給出的典型工作條件下的曲線圖(圖2)所示，其正向導通電壓為2V。

    圖1

   標準紅光、綠光和黃光LED具有1.4V至2.6V的正向導通電壓范圍，當正向電流低于10mA時，正向導通電壓僅僅改變幾百毫伏。

這類商用二極管采用GaAsP(磷砷化鎵)制成。易于控制，并且被絕大多數工程師所熟知，它們具有如下優點：所產生的色彩(發射波長)在正向電流、工作電壓以及環境溫度變化時保持相當的穩定性。

標準綠光LED發射大約565nm的波長，容差僅有25nm。由于色彩差異非常小，在同時并聯驅動幾個這樣的LED時不會出現問題(如圖3所示)。正向導通電壓的正常變化會使光強產生微弱的差異，但這是次要的。

圖2：串聯電阻和穩壓源提供了簡單的LED驅動方式。

通常可以忽略同一廠商、同一批次的LED之間的差異。

正向電流高至大約10mA時，正向電壓變化很小。紅光LED的變化量大約為200mV，其它色彩大約為400mV(如圖1所示)。

相比之下，對于低于10mA的正向電流，藍光和白光LED的正向電壓變化更小。可以直接使用便宜的鋰電池或三節NiMH電池驅動。

因此，驅動標準LED的電流消耗非常低。如果LED的驅動電壓高于其最大的正向電壓，則并不需要升壓轉換器或者復雜昂貴的電流源。

圖3：該圖給出了同時并聯驅動幾個紅光、黃光或者綠光LED的結構，具有很小的色彩差異或亮度差異。

LED甚至可以直接由鋰電池或者3節NiMH電池來驅動，只要因電池放電而導致的亮度減弱可以滿足該應用的要求即可。