LED特性和白光LED的基础知识与驱动
led基础知识
LED封装
1、LED封装图工艺 2、白光LED制造方法 3、白光LED色区的划分 4、 LED与传统灯具的对比
LED封装；
白光LED的实现方法
白光LED的实现方法
一、配色，白平衡
白色是红绿蓝三色按亮度比例混合而成，当光线中绿色的亮度 为69%，红色的亮度为21％，蓝色的亮度为10％时，混色后人眼感 觉到的是纯白色。但LED红绿蓝三色的色品坐标因工艺过程等原因 无法达到全色谱的效果，而控制原色包括有偏差的原色的 亮度得到 白色光，称为配色。
白光LED色区的划分
蓝色芯片加黄色荧光粉所制成白光LED，是目前白光LED制 造的主流，由于制程的缺陷，白光LED存在色差在所难免。如 何划分LED的颜色才是最佳的呢，下面我来简单的介绍一下。 市场上通常所说的3500K、4000K、6500k等等多少色温的 说法其实不是很科学的，因为从CIE图中我们可以看出，同一 色温在图中不是对应唯一的点，它跟色坐标是一对多的关系。 为了解决这一问题，行业中通常将自己生产的LED对其色坐标 进行归纳总结，最终将其肉眼看起来差别不明显的LED归到一 起，这样分选出来的LED在CIE中就对应了一个小小区域，这就 是色区。 用色区来划分LED产品，是整过行业通用的方法，请看下 图：
相信奥运会开 幕式的“梦幻长 卷”和“梦幻五 环”大家还记忆 犹新，它被展现 在一个4564平方 米的巨大LED大屏 幕上，这是迄今 为止世界上最大 的单体全彩色大 屏幕，升入空中 的“梦幻五环”， 则是由4.5万颗 LED灯编排而成的。
梦幻五环
梦幻长卷
LED照明产业商机
2009年LED照明产 业的商机 1、国务院出 台4万亿元规模的 经济刺激计划中， 有1.8万亿元用于 铁路、公路、机场 和城乡电网建设、 1万亿元用于地震 重灾区的恢复重建， 这无疑给中国LED 照明产业带来巨大 的商机。 2、即将到来 上海世博会将给中 国LED照明产业的 发展带来了巨大的 历史机遇。
LED特性和白光LED的基_知_与__
LED特性和白光LED的基础知识与驱动很多年来，发光二极管(LED)广泛的应用于状态显示与点阵显示板。
现在，不仅可以选择近期刚刚研发出来的蓝光和白光产品(普遍用于便携设备)，而且也能在已有的绿光、红光和黄光产品中选择。
例如，白光LED被认为是彩色显示器的理想背光源。
但是，必须注意这些新型LED 产品的固有特性，需要为其设计适当的供电电源。
本文描述了新、旧类型LED 的特性，以及对驱动电源的性能要求。
标准红光、绿光和黄光LED使LED 工作的最简单的方式是，用一个电压源通过串接一个电阻与LED 相连。
只要工作电压(VB)保持恒定，LED 就可以发出恒定强度的光(尽管随着环境温度的升高光强会减小)。
通过改变串联电阻的阻值能够将光强调节至所需要的强度。
对于5mm直径的标准LED，图1给出了其正向导通电压(VF)与正向电流(IF)的函数曲线。
[1] 注意LED的正向压降随着正向电流的增大而增加。
假定工作于10mA正向电流的绿光LED应该有5V 的恒定工作电压，那么串接电阻RV 等于(5V -VF,10mA)/10mA = 300 。
如数据表中所给出的典型工作条件下的曲线图(图2)所示，其正向导通电压为2V。
图1. 标准红光、绿光和黄光LED 具有1.4V 至2.6V 的正向导通电压范围。
当正向电流低于10mA时，正向导通电压仅仅改变几百毫伏。
图2. 串联电阻和稳压源提供了简单的LED 驱动方式。
这类商用二极管采用GaAsP (磷砷化镓)制成。
易于控制，并且被绝大多数工程师所熟知，它们具有如下优点：•所产生的色彩(发射波长)在正向电流、工作电压以及环境温度变化时保持相当的稳定性。
标准绿光LED 发射大约565nm 的波长，容差仅有25nm。
由于色彩差异非常小，在同时并联驱动几个这样的LED 时不会出现问题(如图3 所示)。
正向导通电压的正常变化会使光强产生微弱的差异，但这是次要的。
通常可以忽略同一厂商、同一批次的LED 之间的差异。
白光led参数
白光led参数
摘要：
1.白光LED 的简介
2.白光LED 的参数
3.白光LED 参数的选购标准
4.白光LED 参数的影响因素
5.白光LED 参数的优化方法
正文：
白光LED，即白光发光二极管，是一种能发出白光的半导体器件。
白光LED 的参数包括光通量、色温、显色指数、发光效率等，这些参数影响着白光LED 的性能和应用效果。
光通量是白光LED 的主要参数之一，它是指LED 发出的光的总量，单位为流明（lm）。
光通量越大，LED 的亮度越高。
色温是描述白光LED 光线颜色的参数，单位为开尔文（K）。
色温越高，光线颜色越偏蓝；色温越低，光线颜色越偏红。
显色指数是衡量白光LED 对物体颜色还原能力的参数，越高表示还原能力越强。
发光效率是指白光LED 将电能转化为光能的效率，单位为流明/瓦特（lm/W）。
发光效率越高，LED 的能效比越高。
在选购白光LED 时，应根据实际应用需求选择合适的参数。
例如，用于照明的LED，应选择色温适中、光通量较高、显色指数较高的产品；用于显示的LED，应选择发光效率较高、色彩饱和度较高的产品。
白光LED 参数的影响因素主要包括LED 芯片、封装材料和驱动电路。
优质的LED 芯片和封装材料可以提高白光LED 的参数；合适的驱动电路可以保证白光LED 的稳定工作和长寿命。
为了优化白光LED 参数，可以采用以下方法：选择高品质的LED 芯片和封装材料，提高LED 的制作工艺，设计合理的驱动电路，以及进行严格的品质控制和测试。
白光LED的PWM驱动原理
白光LED的PWM驱动原理
本文设计一种基于PWM 的可调光LED 驱动电路，可提供LED 所需的电
压和电流，且具有色温高、经济实用、寿命长的特点。
白光LED 的电学特性
具有很强的离散性，而且白光LED 是一种同态电光源，是一种半导体照明器件。
它具有体积小、机械强度大、功耗低、寿命长，便于调节和控制以及无污染等特征，是一种有极大发展前景的新型光源产品。
但由于白光LED 正向伏
安特性非常陡，为其供电比较困难，白色LED 工作电压的较小波动就会导致
工作电流的急剧变化，甚至可能烧坏LED。
为了保持LED 工作电流稳定，保
证LED 能正常可靠的工作，驱动电路设计至关重要。
1 白光LED 的电特性
1.1 LED 发光强度与电流的关系
LED 器件在极限工作电流范围内发光强度随正向电流的增加而增加，但不同半导体材料制成的LED 器件，其发光强度与正向电流的变化关系有所不同。
从总体上看，发光强度Ir 都是随着正向电流If 的增加而增加的。
Ir 与If 的关系曲线描述为达到所需的发光强度，LED 应该用多大的电流
来驱动。
LED 发光强度与正向电流的关系如1.2 温度对白光LED 正向电流的
影响
白光LED 的正向电流的大小也随温度的变化而变化的，2 LED 的PWM
驱动方式
2.1 PWM 信号的原理和形成
PWM 调光基于人眼对亮度闪烁不够敏感的特性，使负载LED 时亮时暗，如果亮暗的频率超过100 Hz，人眼看到的就是平均亮度，而不是LED 的闪烁。
PWM 调光通过调整亮和暗的时间比例实现调整亮度。
这种方法通过把可调占。
白光LED封装的基础知识
白光LED封装的基础知识白光LED (Light-Emitting Diode) 是一种能够发射出白光的半导体光源。
它是一种高效能、长寿命、无污染、低电压操作和小尺寸的光源，因此在照明、显示、室内和室外装饰等领域得到了广泛应用。
下面是关于白光LED封装的基础知识。
1.白光LED的构成：2.LED芯片：3.封装材料：封装材料是保护LED芯片并对光进行聚焦和散射的重要组成部分。
通常使用的材料有环氧树脂、硅胶、聚合物等，其中环氧树脂是最常见的一种。
封装材料的选择可以影响到LED的耐热性、耐湿性和耐光性等特性。
4.封装类型：常见的白光LED封装类型包括：二氧化硅模制封装(DIP)、瓷制封装、表面贴装(SMT)封装等。
每种封装类型都有不同的优缺点，适用于不同的应用场景。
5.色温和色彩指数：白光LED的发光颜色可以通过不同的荧光或磷光材料来调节，以满足不同的照明需求。
色温是用来描述白光颜色的参数，单位为开尔文(K)。
常见的色温有暖白色(2700-3500K)、自然白色(4000-5000K)、冷白色(5500-6000K)等。
色彩指数(CRI)则用来评估光源显示颜色的准确程度，数值越大代表颜色越自然。
6.光通量和光效：光通量是描述光源总发光量的参数，单位为流明 (lm)。
光效是指光源单位功率所产生的光输出效果，单位为流明/瓦特 (lm/W)。
光通量和光效是评价白光LED性能的重要指标，对于照明应用来说尤为重要。
7.热管理：由于LED的工作过程会产生热量，良好的热管理是确保LED长寿命和稳定性能的关键。
常用的热管理方式包括散热片、散热胶和金属基板等。
8.应用领域：白光LED在照明、显示、室内和室外装饰等领域有广泛应用。
在照明方面，它可以代替传统的白炽灯、荧光灯等光源，用于家庭照明、商业照明、道路照明等；在显示方面，它被广泛应用于电视、显示屏、手机、平板电脑等产品；在室内和室外装饰方面，它被用于灯带、灯泡、车辆装饰等。
LED的光学和电性教学LED基础知识
＋
－ ＋
电压
－
电学
顺向电压（vf）
当正向电压小于某一值（阀值）时，电流极小， LED不会发光，当正向电压变大，电流会迅速变 大，LED发光。
反向电流（IR）
LED应用注意事项
焊接方式
焊
接
条
件
烙铁(建议用温控烙铁) 300℃±5℃，3秒内（距离胶体边缘1.6mm）
沾锡
波峰焊
预热 焊接
260℃±5℃，3秒内（距离胶体边缘1.6mm） 75℃±5℃，30秒内
不同波长的光给人不同的色感，可以用不同颜色 的光波长来表示颜色的相貌，这个波长就叫主波 长，所以主波长是用来表达颜色的。
光学
2. 什么叫峰值波长？（λp）
就是亮度最高的一束光的波长叫峰值波长。
p
100
75
50
25
0 510 540 570 600 630 660 Wavelength (nm)
RELATIVE INTENSITY VS. WAVELENGTH
LED应用注意事项
五、注意 当电流过大时，LED会烧坏，无论任何时候应用，
请串联电阻用；静电将会对蓝、白、绿光的LED 产生损害，使用时请采用防静电措施,如防护带和 手套；当打开产品包装袋后请尽快使用，对于 SMD贴片材料请在开包装后72小时内使用完成,若 无法在限期内完成，则请在下次使用前将材料在 60℃条件下烘烤至少12小时。产品不得长期暴露 在空气中；产品不得在有腐蚀性气体的环境中存 放。
一批灯，当其中有50%的灯损坏不亮时把点的小 时数。 色温（CT） 当光源所发出的颜色与“黑体”在某一温度下 辐射的颜色相同时，“黑体”的温度就称为该光 源的色温。 相关色温（CCT） 我们在测试白光时的色温实际是相关色温。 （光谱不同所以只能用相关色温来描述）
白光LED发光原理及技术指标
白光LED发光原理及技术指标白光是一种组合光,白光LED可以分为单芯片、双芯片和三芯片等,以下将按这一分类来介绍,还将介绍照明用白光LED的一些技术指标。
白光LED发光原理单芯片InGaN(蓝)/YAG荧光粉这是一种目前较为成熟的产品,其中 1W的和5W的Lumileds已有批量产品。
这些产品采用芯片倒装结构,提高发光效率和散热效果。
荧光粉涂覆工艺的改进,可将色均匀性提高10倍。
实验证明,电流和温度的增加使LED光谱有些蓝移和红移,但对荧光光谱影响并不大。
寿命实验结果也较好,Φ5的白光LED在工作1.2万小时后,光输出下降80%,而这种功率LED在工作1.2万小时后,仅下降10%,估计工作5万小时后下降30%。
这种称为Luxeon的功率LED最高效率达到44.3lm/w,最高光通量为187lm,产业化产品可达120lm,Ra为75-80。
InGaN(蓝)/红荧光粉+绿荧光粉Lumileds公司采用460nmLED配以SrGa2S4:Eu2+(绿色)和SrS:Eu2+(红色)荧光粉,色温可达到3000K-6000K的较好结果,Ra达到82-87,较前述产品有所提高。
InGaN(紫外)/(红+绿+蓝)荧光粉Cree、日亚、丰田等公司均在大力研制紫外LED。
Cree公司已生产出50mW、385nm—405nm的紫外LED;丰田已生产此类白光LED,其Ra大于等于90,但发光效率还不够理想;日亚于最近制得365nm、1mm2、4.6V、500mA的高功率紫外LED,如制成白色LED,会有较好效果。
ZnSe和OLED白光器件也有进展,但离产业化生产尚远。
双芯片可由蓝 LED+黄LED、蓝LED+黄绿LED以及蓝绿LED+黄LED制成,此种器件成本比较便宜,但由于是两种颜色LED形成的白光,显色性较差,只能在显色性要求不高的场合使用。
三芯片 (蓝色+绿色+红色)LEDPhilips公司用470nm、540nm和610nm的LED芯片制成Ra大于80的器件,色温可达3500K。
白光LED及驱动原理
白光LED及驱动原理多年来，发光二极管(Light Emitting Diode；LED)已经广泛使用在状态指示以及信息显示屏上，现在我们更可以在常见的红、绿及黄光之外，选用蓝光以及广泛应用于便携式设备的白光产品。
举例来说，白光LED被认为是彩色显示设备的理想背光照明，但在为这些新型LED设计电源时，我们必须注意其本身的特性。
这篇文章将介绍旧款与新型LED的特性以及驱动它们所需的电源效能要求。
点亮LED的最简单方式是通过串联电阻在LED上加上电压源，只要工作电压(VB)维持不变，LED 便会发出固定亮度的光线，不过亮度事实上会随着环境温度的上升而减弱，我们可以通过控制电阻值来改变发光强度。
以5mm直径的标准LED来说，图1显示了正向电压(VF)与正向电流(IF)间的关系，请注意LED两端的压降会随着正向电流的升高而上升，假设10mA正向电流的单颗绿色LED在固定5V下工作，那么串联电阻RV就等于（5V-VF,）/10mA=300欧姆，一般LED正向电压为2V，见图2。
这类常见的发光二极管采用砷、镓、磷等材料组合生产，在设计上相当容易处理，同时也广泛为设计工程师所熟悉，它们拥有许多优势：■发光色彩，也就是发光波长在正向电流、工作电压与环境温度变化时基本上能够维持相当的稳定度，标准的绿光LED发光波长大约为565nm，误差值只有约25nm，因此将这类LED加以并联并不会产生问题（请参见图3），色彩差异非常小，正向电压的正常变动对发光强度造成的差异也不高，我们通常可以忽略同一家制造商以及同一批产品间的任何差异。
■正向电压在正向电流到达10mA前差异并不大，这个变动值对红光LED来说大约为200mV，对其他色彩则为400mV，请参考图1。
■对正向电流低于10mA的情况下，蓝光或白光LED的正向电压要低上许多，因此可以直接由锂离子电池或3 颗镍氢电池以低成本方式供电，因此控制标准LED工作的电路成本相当低。
LED小知识
大功率LED有三大特性LED是一种能耗少、热辐射低、发光效率高、环保、经济、安全的新型照明器件，特别是白光LED的问世，照明产业真正开始了绿色照明时代。
随着绿色照明时代的到来，大功率LED逐渐成为了照明业的主体。
大功率LED有三大特性：1、伏安特性大功率LED是低电压、大电流的驱动器件，当LED电压变化很小时，电流变化很大。
2、光特性根据LED的发光原理，LED的发光亮度基本随LED的电流正向变化。
控制大功率LED 的发光亮度，实质是控制它的输出光通量。
3、温度特性LED正向电流的大小也是随温度变化而变化的。
环境温度一旦超过某一值，白光LED的容许正向电流会大幅度降低。
在此情况下，如果仍旧施加大电流，很容易造成白光LED老化。
LED电压与LED电流常识LED电压(voltage) 常识：单个小功率LED灯，颜色不同，其要求的电压也不同。
红/黄：一般为1.8~2.1伏，白/绿/蓝：一般为3.0~3.6伏。
1W大功率灯要求的电压与以上相同。
LED电流(current) 常识：1．小功率的LED灯（包括插件式或者贴片式），每个芯片上允许通过的电流一般不要高于20毫安；每个双芯片灯上允许通过的电流一般不高于40毫安；同理每个三芯片灯不要高于60毫安。
2．大功率LED常采用的是1W，其允许通过的最大电流为150毫安LED的发光不同颜色是由其不同波长的LED芯片决定LED的发光不同颜色是由其不同波长的LED芯片决定的：1、红光LED芯片一般波长是620-630nm 单位（纳米）；2、绿光LED芯片一般波长是527nm；3、蓝光LED芯片的一般波长是470nm；4、黄光LED芯片的一般波长是585nm；白光LED用的也是蓝光芯片，只是在蓝光LED芯片上加上适量的的荧光粉就发出白光了。
注：nm(纳米)LED的芯片数量常识LED的芯片数量常识：同一个LED灯，最常见的是只采用一个芯片，但特殊情况下可以用两个甚至达到四个芯片，如：1、一个草帽灯可以用一至两个芯片（考虑到其体积较小，散热不方便导致性能不稳定，一般只采用一两个芯片）；2、一个食人鱼灯可以用一，二，三，四个芯片，最常用到的是一个和两个芯片；3、贴片3528灯可以用一，二，三个芯片（常用一，二个芯片）；4、贴片5050/5060一般用到三个芯片。
LED驱动基础知识详细解答
LED驱动基础知识详细解答想象一下收到一个灯泡作为礼物会是什么样的情形。
用于替代螺旋灯泡的LED灯稀少而昂贵，我居然在去年圣诞节的时候收到了这样一份礼物。
不过我们正逐渐走向这样一个交叉路口：LED灯将越来越普及，价格越来越便宜，到一定程度时，它们将担负起为世界照明的重担。
我们并不是简单地将采用LED技术的新型灯泡状物体扭进旧装置中。
今后再也没有必要把光源看成是一次性物品。
很快，灯泡(包括点亮的部分)的使用寿命将超过灯泡用户的寿命。
此外，由于LED灯是瞬时开启和关断的，并且电源周期不会造成其使用寿命缩短，因此我们可以只在需要时打开LED灯。
这对于使用光学望远镜的天文学家来说是一个潜在优势，对于城市和建筑所有者来说则有可能实现大幅节能。
甚至最后警察和私人保安都倾向于只在响应运动传感器时才打开夜间照明灯，因为这种灯可以帮助他们分辨坏人在哪里。
不过，这种技术确实处于其发展的初期阶段，它需要一些时间来逐渐适应。
LED的物理原理任何二极管处于传导状态时，无论电子与空穴何时复合，都会以光子的形式散发一定的能量。
光色(光子的能量)取决于半导体材料的能带隙。
砷化铝镓(AlGaAs)和其他材料发红光。
氮化铟镓(InGaN)发绿光。
硒化锌(ZnSe)发蓝光。
可以通过整合红光二极管、绿光二极管和蓝光二极管来产生白光。
不过，我们非常熟悉的高亮度(HB)白光二极管整合的是蓝光InGaN二极管和黄色荧光粉(一般为掺铈钇铝石榴石，Ce3+:YAG)。
当白光LED使用荧光粉时会发生非常有意思的、有用的事情。
在称为斯托克斯(Stokes)位移的量子效应期间，荧光粉层发出的光子所具备的能量低于其从蓝光LED吸收的光子的能量(图1)。
在高亮度白光LED中，一小部分蓝光发生斯托克斯位移后具有更长的波长。
这是好事情，因为这使得LED厂商可以使用许多不同颜色的荧光粉层，从而扩展发射光谱，有效地提高LED的显色指数(CRI)。
也就是说，对于LED来讲，不应该只考虑白光，而应该尽可能地精确反映LED灯照射的物体的所有颜色。
LED照明的设计基础
定义
1.什么是LED（light emitting diode）
LED 利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。它是
一种用微弱的电能就能发光的高效固体光源，其基本结构是一块电致发光的半导 体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯 线的作用。它的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片；在p型半导体 和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。
LED 照明设计基础
2020/4/26
LED照明设计基础
一: Led 基础知识简介 1. 定义、结构及分类 2. Led主要制作工艺及厂商简介 3. 大功率白光LED封装关键技术简介 4. 主要参数及特性
二：大功率LED灯具设计基础知识 1. LED及驱动电源的选择 2. 散热设计 3. 光学设计
2. 按发光管出光面特征分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用 微型管等。圆形灯按直径分为φ3mm、φ5mm等,方形分为3528，5050灯。
3.从发光强度角分布来分有三类： 1)高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。 半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用。 2)标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。 3)散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°，散射剂的量较大。
2.5.1 色温与色品坐标的关系式近似如下：
其关系曲线如右色品图，由此可见， 不要的色品坐标可能会有 同样的色温 ，所以能唯一决定颜色的 参数是色品坐标，色温只能参考。 一般，LED封装厂都会按色品坐标不同 用不同的Bin来区分白光的颜色。以下 一典型的Bin分布图。大功率LED供应商 一般会要求四个Bin同时购买，如数量较 少时可以考虑与供应商沟通买单个Bin.
LED灯发光原理和白光LED实现方法
LED灯发光原理和白光LED实现方法led作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以led为代表的新型照明光源时代。
那么led灯发光原理是什么?led灯发光原理1、发光二极管（LED），是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
2、半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个PN结。
3、当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色，是由形成PN结的材料决定的。
发光二极管(LED)是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等制成的，其核心是PN结。
因此它具有PN结的单向导电特性，即正向导通、反向截止及击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向偏置电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图所示。
假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、价带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以仅在靠近PN结面数微米以内产生光。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg式中，Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光，则其波长为380（紫光）～780nm（红光）。
白光LED驱动电路的设计
电感L1取值与LED 电流的纹波值有关，一般限制纹波系数最大为0. 3，电感值的计算公式为：
图3 PWM开关控制信号
图4 LED负载中电流波形
电路的输入功率PI实测为9. 9 W，负载消耗功率Pout为8. 7 W，则该电路的转换效率为87. 8%，和对电路效率理论计算所得值相近。
经过对电路的关键点波形测量，和对电路功率的实测，得到该电路工作在71 kHz 的频率开关状态，工作状态稳定、输出功率大、效率较高。但是电路的输出纹波系数偏高，致使安全工作中LED 的发光照度不会达到其最优值，还需要对电路输出滤波部分进一步改进提高。
图1 PWM 方式开关电路设计的LED 驱动电路框图
常见PWM 开关控制信号产生部分大都实现了集成化，更加精简PWM 开关电源的设计，下面介绍利用芯片HV9910B 设计适用于大功率LED 的典型PWM方式开关驱动电路。
2. 2 电路设计
HV9910B 是一种通用LED 驱动控制器，它的适应性强，即可使用国际通用的市电供电，也可以用蓄电池或者太阳能供电，而且能够接受范围较宽的输入电压。输出的恒流驱动电流范围极宽，从几十mA 到1 A以上。使用HV9910B 搭建的驱动器使用器件较少，电路简单，生产成本也会降低。由HV9910B 设计的LED 恒流驱动电路，输入为AC 220 V 的市电，负载为10 只功率为1 W 的LED 串联组成阵列。
图3 为施加到开关器件栅极的PWM 开关控制信号波形，其周期为14 μs，幅值8 V，占空比8. 3%，周期和预设值有一定差距，这主要是电阻RT阻值误差造成的频率设置偏差。图4 是LED 负载中电流的波形。测量过程是在LED 负载回路中串入0. 5 Ω 电阻测量其两端的电压波形，利用电阻的线性特性来反映电流特性。从波形上看，电流按照锯齿波形周期性变化，峰峰值为40 mV，计算得到其电流纹波为80 mA，输出电流均值为350 mA，经过计算得到其纹波系数为22. 9%。
白光led原理
白光led原理LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，可以将电能转化为光能。
其中，白光LED是一种能够发出白色光的LED，其原理是通过不同的材料和工艺组合来实现的。
本文将从LED的基本原理、白光LED的结构和发光原理、以及白光LED的应用等方面进行介绍。
首先，我们来了解一下LED的基本原理。
LED是一种二极管，它由P型半导体和N型半导体组成。
当正向电压施加到LED上时，电子从N型半导体区域向P型半导体区域流动，同时空穴从P型半导体区域向N型半导体区域流动。
当电子与空穴相遇时，它们会发生复合，释放出能量，这就是光子的能量。
因此，LED发光的原理就是利用半导体材料的电子与空穴的复合释放光子能量。
接下来，我们将重点介绍白光LED的结构和发光原理。
白光LED的结构与普通LED有所不同，它一般采用蓝光LED芯片和黄色荧光粉的结合来实现白光的发光。
蓝光LED芯片通过激发黄色荧光粉，使其产生黄光，而蓝光和黄光混合后就呈现出白光。
此外，还有一种白光LED采用紫外LED芯片和三基色荧光粉的结合来实现白光的发光，它通过激发红、绿、蓝三基色荧光粉，使其产生白光。
这两种结构的白光LED都能够实现白光的发光效果。
除了上述结构外，还有一种白光LED采用RGB三基色LED芯片的结合来实现白光的发光。
它通过控制红、绿、蓝三基色LED的亮度和混合比例，使其产生白光。
这种结构的白光LED能够实现色温可调的白光发光效果，具有更广泛的应用前景。
最后，我们来谈谈白光LED的应用。
随着LED技术的不断发展，白光LED已经在照明、显示、指示、背光源等领域得到了广泛的应用。
在照明领域，白光LED由于其高效、节能、环保等特点，已经成为了替代传统照明光源的首选产品。
在显示领域，白光LED被广泛应用于手机、平板电脑、电视等产品的背光源，其色彩饱和度高、亮度均匀等特点受到了用户的青睐。
在指示和背光源领域，白光LED也得到了广泛的应用，如汽车灯、信号灯、广告牌等。
LED特点
LED特点
1、节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4.（不考虑整流损耗时，市场大部分产品能耗为标示值×1.2～2）
2、长寿.平均寿命可达5万小时以上,对普通家庭照明可谓"一劳永逸".（普通白炽灯使用寿命仅有1千小时，普通节能灯使用寿命也只有3千小时）
3、可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.
4、固态封装，属于冷光源类型。
所以它很方便运输和安装，不怕振动。
5、保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪）
6、绿色环保。
不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；
7、耐冲击，抗雷力强，无紫外线（UV）和红外线（IR）辐射。
无灯丝及玻璃外壳，没有传统灯管碎裂问题，对人体无伤害、无辐射。
（普通灯光线中含有紫外线和红外线）
8、低热电压下工作，安全可靠。
表面温度≤60℃（环境温度Ta=25℃时）；
9、宽电压范围，全球通用。
85V~ 264VAC全电压范围恒流，保证寿命及亮度不受电压波动影响；
10、采用PWM恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高；
11、降低线路损耗，对电网无污染。
功率因数≥0.9，谐波失真≤20%，EMI符合全球指标，降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染；
12、通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯；
13、发光效率可高达100 1m/w，多种色温可选，显色指数高，显色性好；而白炽灯仅为10lm/W左右，质量好的节能灯在30 lm/W左右.。
白色led原理
白色led原理白色LED原理白色LED，即白光发光二极管，是一种发出白色光的固态光源，广泛应用于照明、显示和通信等领域。
它的工作原理是基于半导体发光技术，结合了蓝光LED和荧光粉的发光机制。
让我们来了解一下LED的基本结构。
LED是由P型半导体和N型半导体材料构成的。
当两种半导体材料结合在一起时，形成了一个P-N结。
当外加电压施加在P-N结上时，电子和空穴会在P-N结中结合并发射光子，产生光电效应，从而发光。
而白色LED的制造过程则更为复杂。
白光LED的原理是通过蓝光LED激发荧光粉发光来实现的。
蓝光LED本身只能发出蓝色光，但通过在蓝光LED上覆盖一层荧光粉，当蓝光激发荧光粉时，荧光粉会发出黄色光。
蓝光和黄色光叠加在一起就会呈现出白光的效果。
在白光LED中，荧光粉的种类和厚度的不同会影响发光效果。
选择合适的荧光粉可以调节白光LED的色温和色彩表现，使其更加符合不同场合的需求。
除了蓝光LED和荧光粉的组合外，还有一种实现白光LED的方法是通过RGB三基色混合发光。
即将红、绿、蓝三种颜色的LED组合在一起，通过不同的亮度和混合比例来调节发出的白光颜色。
这种方式可以实现更广泛的白光色温选择，但成本较高，用途较为有限。
白色LED的应用非常广泛，从家庭照明、汽车车灯、手机屏幕到大屏幕显示器等各个领域都有涉及。
它具有节能、环保、寿命长等优点，逐渐取代了传统的白炽灯和荧光灯，成为了未来照明的主流产品。
在技术不断进步的今天，白色LED的发展也在不断创新。
随着材料科学、光电子学等领域的发展，相信白色LED将会有更广阔的应用前景，为人们的生活带来更多便利和舒适。
愿未来的白色LED技术能够不断进步，为人类创造更加美好的生活环境。
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由于流经每个LED的正向电流持续保持一致，因而色彩坐标不会偏移。但是，肉眼会感觉到占空比改变带来的光强变化。人眼无法分辨超过25Hz的频率，因此200-300Hz的开关频率是PWM调光的很好选择。更高的频率会产生问题，用来切换LED开关的短暂时间间隔内色彩
坐标会发生变化。PWM信号可以由微处理器的I/O引脚或其外设提供。可提供的两度等级取决于所用的计数寄存器的字节长度。
图7. 曲线显示了不同白光LED 的电流-电压特性之间的相当大的差异，甚至是从同一产品批次中随机挑选的LED。因此，用恒定的3.3V驱动这样几个并联的LED会导致不同亮度的白光(上虚线)。
锂电池在完全充满电时可以提供4.2V的输出电压，在很短的一段工作时间内会下降到标称的3.5V。由于电池放电，其输出电压会进一步下降到3.0V。如果白光LED直接由电池驱动，如图3所示，则会产生如下问题：
图10. 数模转换器通过一致改变LED 的正向电流来控制LED 的调光。
使色彩坐标不发生移动的调光方案叫做脉宽调制。它能够由绝大多数可以提供使能或者关断控制的电源器件实现。例如，通过拉低EN电平禁止器件工作时，MAX1916可以将流经LED的泄漏电流限定在1μA，使发射光为零。拉高EN电平可以管理可控的LED正向电流。如果给EN引脚加脉宽调制信号，那么亮度就与该信号的占空比成正比。
来源：电子产品世界
图9. 单个外部电阻(RSET)设定流经每个LED 的电流数值。在IC 的使能引脚(EN)上加载脉宽调制信号可以实现简单的亮度控制(调光功能)。
工作简单：电阻RSET设定加载至所连LED的电流。这种方法占用很少的PCB空间。除IC (小巧的6引脚SOT23封装)和几个旁路电容之外，仅需要一个外部电阻。IC具有极好的电流匹配，不同LED之间差别0.3%。这种结构提供了相同的色彩区域，因此每个LED具有一致的白光亮度。
首先，当电池充满电时，所有的二极管都被点亮，但会具有不同的光强和色彩。当电池电压下降至其标称电压时，光强减弱，并且白光间的差异变得更大。因此，设计人员必须考虑电池电压和二极管正向电压的数值，而需要计算串联电阻的阻值。(随着电池彻底放电，部分LED将会完全熄灭。) 带有电流控制的电荷泵
LED 供电电源的目标是提供一个足够高的输出电压，并且在并联连接的LED 上加载同样的电流。注意(如图5 所示)，如果并联配置的所有LED 具有一致的电流，那么所有的LED 将会具有相同的色彩坐标。Maxim 提供带有电流控制的电荷泵，以实现这一目标(MAX1912)。图8所示的三个并联的LED，电荷泵具有较大量程，可以提高输入电压至1.5倍。早期的电荷泵只能简单的使输入电压倍压，而新的技术则提供了更好的效率。将输入电压升高至恰好可以驱动LED 工作的电平。连接至SET (10 引脚)的电阻网络保证所有LED 的电流一致。内部电路保持SET 电平在200mV，这样就可以计算出流经每个LED 的电流ILED = 200mV/10 = 20mA。如果某些二极管需要较低的电流，可以同时并联驱动3个以上的LED，MAX1912的输出电流可达60mA。
LED特性和白光LED的基础知识与驱动 (2010-07-24 17:13:09)
转载标签： led电荷泵光强电流拉高杂谈 分类： LED行业
技术分类： 电源技术 模拟设计
来源：电子产品世界
图9. 单个外部电阻(RSET)设定流经每个LED 的电流数值。在IC 的使能引脚(EN)上加载脉宽调制信号可以实现简单的亮度控制(调光功能)。
图11. 开关模式升压转换器可以驱动几个串联的LED。这些LED 都具有相同的正向电流，该电流(比如)由数模转换器通过CTRL输入来控制。
MAX1848 可以根据前面所描述的任一方法来实现调光功能。通过LED 的正向电流与加载在CTRL 引脚的电压成正比。由于当加载在CTRL 上的电压低于100mV 时MAX1848 会进入关断模式，这样也可以实现PWM 调光功能。
工作简单：电阻RSET设定加载至所连LED的电流。这种方法占用很少的PCB空间。除IC (小巧的6引脚SOT23封装)和几个旁路电容之外，仅需要一个外部电阻。IC具有极好的电流匹配，不同LED之间差别0.3%。这种结构提供了相同的色彩区域，因此每个LED具有一致的白光亮度。
调光改变光强
由于流经每个LED的正向电流持续保持一致，因而色彩坐标不会偏移。但是，肉眼会感觉到占空比改变带来的光强变化。人眼无法分辨超过25Hz的频率，因此200-300Hz的开关频率是PWM调光的很好选择。更高的频率会产生问题，用来切换LED开关的短暂时间间隔内色彩
坐标会发生变化。Байду номын сангаасWM信号可以由微处理器的I/O引脚或其外设提供。可提供的两度等级取决于所用的计数寄存器的字节长度。
概述
如果能够通过使LED 正向电流相等而确保白光发射的均匀性，则可以并联驱动白光LED 。为驱动LED，应该选择可控的电流源或者带有电流控制的步进转换器。采用电荷泵或者开关升压转换器可以实现这样的与几个标准产品的结合
开关模式升压转换器，具有电流控制
除了前面所提到的电荷泵(MAX1912)之外，还可以实现带有电流控制的升压转换器。比如，开关模式电压转换器MAX1848，可以产生最高至13V 的输出电压，足以驱动三个串联的LED (如图11 所示)。这种方法也许是最简洁的，因为所有串接的LED 具有完全相同的电流。LED 电流由RSENSE 与加载在CTRL 输入上的电压共同决定。
调光改变光强
某些便携式设备根据环境光线条件来调节其光输出亮度，有些设备在一段较短的空闲时间之后通过软件降低其光强。这都要求LED 具有可调光强，并且这样的调节应该以同样的方式去影响每路正向电流，以避免可能的色彩坐标偏移。利用小型数模转换器控制流经RSET 电阻的电流可以得到均匀的亮度。
某些便携式设备根据环境光线条件来调节其光输出亮度，有些设备在一段较短的空闲时间之后通过软件降低其光强。这都要求LED 具有可调光强，并且这样的调节应该以同样的方式去影响每路正向电流，以避免可能的色彩坐标偏移。利用小型数模转换器控制流经RSET 电阻的电流可以得到均匀的亮度。
6位分辨率的转换器，比如带有I2C接口的MAX5362或者带有SPI接口的M AX5365，能够提供32级亮度调节(如图10所示)。由于正向电流会影响色彩坐标，因此LED白光会随着光强的变化而改变。但是这并不是问题，因为相同的正向电流会使得这个组里的每个二极管都发出同样的光。
使色彩坐标不发生移动的调光方案叫做脉宽调制。它能够由绝大多数可以提供使能或者关断控制的电源器件实现。例如，通过拉低EN电平禁止器件工作时，MAX1916可以将流经LED的泄漏电流限定在1μA，使发射光为零。拉高EN电平可以管理可控的LED正向电流。如果给EN引脚加脉宽调制信号，那么亮度就与该信号的占空比成正比。
图11. 开关模式升压转换器可以驱动几个串联的LED。这些LED 都具有相同的正向电流，该电流(比如)由数模转换器通过CTRL输入来控制。
MAX1848 可以根据前面所描述的任一方法来实现调光功能。通过LED 的正向电流与加载在CTRL 引脚的电压成正比。由于当加载在CTRL 上的电压低于100mV 时MAX1848 会进入关断模式，这样也可以实现PWM 调光功能。
图8. IC内部包括电荷泵和电流控制，电荷泵为白光LED提供足够的驱动电压，而电流控制通过给每个LED加载同样的电流来确保均匀的白光。
简单电流控制
如果系统提供高于二极管正向导通电压的电平，白光LED 可以很容易的被驱动。例如，数码照相机通常包括一个+5V 供电电源。如果那样的话，就不需要升压功能，因为供电电压足以驱动LED。对于图8 所示电路，应该选择一个匹配的电流源。比如，MAX1916 可以同时驱动3 个并联的LED (如图9 所示)。
开关模式升压转换器，具有电流控制
除了前面所提到的电荷泵(MAX1912)之外，还可以实现带有电流控制的升压转换器。比如，开关模式电压转换器MAX1848，可以产生最高至13V 的输出电压，足以驱动三个串联的LED (如图11 所示)。这种方法也许是最简洁的，因为所有串接的LED 具有完全相同的电流。LED 电流由RSENSE 与加载在CTRL 输入上的电压共同决定。
概述
如果能够通过使LED 正向电流相等而确保白光发射的均匀性，则可以并联驱动白光LED 。为驱动LED，应该选择可控的电流源或者带有电流控制的步进转换器。采用电荷泵或者开关升压转换器可以实现这样的与几个标准产品的结合。
图7给出了一组随机挑选的白光LED的电流-电压曲线。
在这些LED上加载3.3V电压(上端虚线)会产生2mA 至5mA 范围的正向电流，导致不同亮度的白光。该区域中(如图5 所示) Y坐标变化很剧烈，会导致显示色彩的不真实。同样，LED也具有不同的光强，这会产生不均匀的亮度。另外一个问题是所需的最小供电电压，LED要求高于3V的电压驱动，若低于该电压，几个LED可能会完全变暗。
6位分辨率的转换器，比如带有I2C接口的MAX5362或者带有SPI接口的M AX5365，能够提供32级亮度调节(如图10所示)。由于正向电流会影响色彩坐标，因此LED白光会随着光强的变化而改变。但是这并不是问题，因为相同的正向电流会使得这个组里的每个二极管都发出同样的光。
图10. 数模转换器通过一致改变LED 的正向电流来控制LED 的调光。