超高亮led归纳常识

导言

发光二极管(Light EmitTIng Diode，LED)发明于20世纪60年代，它是运用半导体材猜中的电子和空穴彼此结兼并释放出能量，使得能量带(Energy Gat，)位阶改动，以发光显现其所释放出的能量。LED具有体积小、寿数长、驱动电压低、耗电量低、反响速率快、耐震性佳等长处，被广泛运用于信号指示、数码显现等范畴。跟着技能的不断进步，超高亮LED的研发得到了成功，尤其是白光LED的研发成功，使得它越来越多地用在彩灯装修、乃至照明范畴。

1、超高亮LED的特色

与传统的照明灯比较，超高亮LED具有如下长处：

1)寿数长，牢靠经用，维护费用极为低价LED可接连运用105h，比一般白炽灯泡长100倍；

2)高功率现在现已能够到达201m／w．估计到2005年将到达501m／W[1]，LED)的光谱简直悉数集中于可见光频段，其发光功率可达80％～90％，LED比节能灯还要节能1／4；

3)色彩鲜艳，光色单纯 以12英寸的赤色交通信号灯为例，它选用低光效的140W白炽灯作为光源，所发作的2000lm的白光经赤色滤光片后，光丢失90％，只剩下2001m的红光，而在Lumileds LighTIng公司选用18个赤色LED光源规划的灯中，包含电路丢失在内，仅耗电14W，即可发作相同的光效；

4)点亮速度快 轿车信号灯是LED光源运用的一个重要范畴，因为LED呼应速度快(ns级)，在轿车上装置高位LED刹车灯，能够削减轿车追尾事端的发作。

近年来高亮LED现已在轿车的近光灯中得到了运用，例如德国奥迪公司的奥迪A86.O，意大利FioravanTI公司在2003年日内瓦车展上推出的概念车Yak，美国福特公司不久前在底特律车展上推出的Model U都开端将高亮LED用于前照灯的规划中。

尽管超高亮LED具有许多长处，但现在仍存在下述缺陷：

1)功率低市面上的单体LED功率一般在5W以下，还没有呈现更大功率的LED，这是现在LED难以成为照明首选的最大瓶颈；

2)需求严格操控温度 LED是一种半导体资料，与一般二极管相同具有PN结，因为高亮二极管的功率相对比较大，所以与功率半导体器材相同，需求考虑散热问题，结温过高会直接影响LED的寿数，并且会增大LED的光衰，情况严重的会将LED烧坏；

3)价格高除了功率低，价格是LED难以成为照明的首要因素，尽管LED现在已被大多数人知道，也被多数人看好，但其昂扬的价格难以被顾客承受，现在单体黄色LED大约O．6元／个，绿色与蓝色单体LED在1．8元／个左右，白色LED的价格到达了2.2～5.5元／个左右；假如将几十个单体LED组合，其本钱将大大添加,如把一个LED装置在草坪灯里，其单价就相当于一般草坪灯的几倍，LED要成为未来照明的干流光源，就一定要朝着大流明方向开展，本钱才有或许下降，商场才有或许打破。

2、超高亮LED的特性

HPWA-xH00是Lumileds LighTIng公司的一种超高亮LED，本文以它为例剖析超高亮LED的特性。图1为正向压降(VF)和正向电流的(IF)联系曲线，由曲线可知，当正向电压超越某个阈值(约2V)，即一般所说的导通电压之后，可近似以为，IF与VF成正比。当时超高亮LED的最高IF可达1A，而VF一般为3～4V。

因为LED的光特性一般都描绘为电流的函数，而不是电压的函数，光通量(φV)与IF的联系曲线如图2所示，因而，选用恒流源驱动能够更好地操控亮度。此外，由表1可知LED的正向压降改变规模比较大(最大可达1V以上)，而由图1中的VF-IF曲线可知，VF的细小改变会引起较大的，IF改变，然后引起亮度的较大改变。所以,选用恒压源驱动不能确保LED亮度的一致性，并且影响LED的牢靠性、寿数和光衰。因而，超高亮LED一般选用恒流源驱动。

3 超高亮LED的驱动电路

因为遭到LED功率水平的约束，一般需一起驱动多个LED以满意亮度需求，因而，需求专门的驱动电路来点亮LED。下面扼要介绍LED驱动的首要电路。

3．1 阻限流电路

如3．2线性调理器

线性调理器的中心是运用作业于线性区的功率三极管或MOSFFET作为一动态可调电阻来操控负载。线性调理器有并联型和串联型两种。
因为分流调理器需求串联一个电阻，所以功率不高，并且在输入电压改变规模比较宽的情况下很难做到稳定的调理。

图5(b)所示为串联型调理器，当输入电3．3开关调理器

上述驱动技能不光受输入电压规模的约束，并且功率低。在用于低功率的一般LED驱动时，因为电流只要几个mA，因而损耗不明显，当用作电流有几百mA乃至更高的高亮LED的驱动时，功率电路的损耗就成了比较严重的问题。开关电源是现在能量改换中功率最高的，能够到达90％以上。Buek、Boost和Buck-Boost等功率改换器都能够用于LED的驱动，仅仅为了满意LED的恒流驱动，选用检测输出电流而不是检测输出电压进行反应操控。

图6(a)为选用Buck改换器的LED驱动电路，与传统的Buek改换器不同，开关管S移到电感L的后边，使得S源极接地，然后方便了S的驱动，LED与L串联，而续流二极管D与该串联电路反并联，该驱动电路不光简略并且不需求输出滤波电容，下降了本钱。可是，Buck改换器是降压改换器，不适用于输入电压低或许多个LED串联的场合。

4 超高亮LED的驱动操控芯片介绍

根据高亮LED大功率恒流驱动的特色，许多公司都推出了高亮LED的专用驱动操控芯片，例如：Melexis、lnfinton(英飞凌)、Lienear Technology(凌特)、Supenex Inc、Analog。Devices(ADI)等。

4．1 MLxl0801芯片介绍

MLXl0801是Melexi8公刊的一款针对轿车运用的LED驱动芯片，该芯片还能够用于继电器等线圈的驱动，以及用作电子熔断器。MLx10801芯片的原理框图如图7所示，它集成了功率MOSFET，最大驱动电流为350mA。用作LED驱动时，它具有如下特色：

—外邵运用电路简略；

—内部／外部温度检测维护；

—高功率的开关电源驱动；

—能够经过PWM输入操控亮度；

—LED的参数能够调理并能够存储到片内NV存储器中。

MLX10801尽管仅有8个管脚，但功用强大，表2为MLXl0801的管脚功用介绍。

4.2 大功率LED驱动芯片的比较

当时首要大功率IED驱动操控芯片功用比较，在运用大功率IED驱动操控芯片时，能够根据不同的运用场合进行挑选：

1)当需求较高功率时可挑选功率器材没有集成在芯片内的操控器，这样就能够依照实践的功率需求独自挑选功率器材；

2)当需求较高的改换功率时，如便携式设备等，可挑选开关电源类的驱动电路；