白光LED及其驱动
白光LED串联与并联驱动方案
白光LED串联与并联驱动方案白光LED可以采用串联，也可采用并联连接方式，两种解决方案各有优、缺点。
并联方式的缺点是LED电流及亮度不能自动匹配。
串联方式可以保持固有的匹配特性，但需要更高的供电电压。
红光LED和绿光LED的正向压降为1.8～2.4V（典型值），一些常用电池即可提供足够高的电压，直接驱动这些LED。
然而，白光LED的正向压降为3～4V（典型值），故通常需要一个独立电源供电。
在串联配置中，LED的数量受驱动器的最高电压限制。
若最高电压为40V，在串联配置中根据白光LED的正向电压，这一最高电压最多能够驱动10～13个白光LED，驱动电流的范围是连续状态的10～350mA。
这种配置的优势是串联白光LED可以用单线传输电流。
其缺点是：当PCB空间受限时（特别是高功率时），铜导线上的电流密度是个问题，而且如果在串联模式中一个白光LED发生故障，所有白光LED都将被关掉。
但是，从设计角度看，如果有屁个白光LED，就要将电池电压提升到n×UF，所以必须采用升压结构。
可以利用电感元件精确地监控电流斜率，从而限制由菲受控瞬间电流产生的EMI。
典型的升压拓扑结构如图1所示。
图1 基于电感升压变换器的LED驱动器在并联配置中，特定阵列中的白光LED数量受到驱动器封装水平和连接器引脚数量的限制。
另外，在白光LED并联时，必须对每个白光LED进行电流控匍，以确保各白光LED 之间的匹配非常适合特定应用场合。
实际上，两个白光LED间电流流不一致的程度超过10％以上时，将影响彩色LCD显示图像的质量（白光LED作为LCD的背光源）。
在串联配置的两个白光LED中并不存在两个白光LED电流不一致的问题，因为流过两个白光LED的电流是相同的。
此外，并联配置能够利用电荷泵技术，用2个陶瓷电容将能量从电池传输到白光LED 阵列。
除了电荷泵变换器以外，每个白光LED控制器还包含一个电流镜像，此电流镜像的性能是白光LED间良好匹配的关键。
白光LED的PWM驱动方式分析
本设计是PWM信号经过三极管VQ1的基极连接到P沟道功率MOSFET IRF9540的栅极上。P沟道功率MOSFET的栅极驱动采用简单的NPN三极管驱动放大电路，以改善MOSFET的导通过程，减少驱动电源的功率。当驱动电路直接驱动功率MOSFET时会引起被驱动功率MOSFET的快速开通和关断，这就可能造成被驱动功率MOSFET漏源极间电压的振荡。一则引起射频干扰；二则有可能造成功率MOSFET遭受过高的电压而击穿损坏。为解决这一问题，需在被驱动功率MOSFET的栅极与驱动电路的输出之间串联一只无感电阻R1。当PWM波输出高电平时，三极管VQ1导通，从而使MOSFET的栅极电压低于源极电压，MOSFET的源极和漏极导通，LED点亮；当PWM波输出低电平时，VQ1截止，LED熄灭。当PWM频率超过100 Hz时，人眼可视平均LED的导通和截止时间，产生LED亮度变化的感觉，其亮度与LED导通周期成正比，。
脉冲调宽信号的形成电路有3种：1)可用电压-脉宽变换器产生，即硬件产生脉宽调制信号；2)由软件定时产生，由定时器定时，定时时间受软件控制，并从脉宽信号的输出口P1．0或其他口输出脉宽可调信号；3)由单片机控制外接定时／计数器(如8253)硬件电路产生脉宽调制信号，只需用两个计数器分别工作于方式l和方式2，通过硬件连接便可以产生脉宽调制信号。其中，第1种是硬件电路实现，电路复杂。第2种使用定时器TO，但由于系统计数器不足，必须扩展。第3种是利用8253，非常方便，而且占用的软件时间少。
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，图2是常用白光LED的允许正向电流随温度的变化曲线。
2 LED的PWM驱动方式
2．1 PWM信号的原理和形成
白光LED驱动方案的选择
白光LED驱动方案的选择
所有专为驱动白光LED 而设计的IC 都提供恒定电流夕其中绝大多数是基于电感或电荷泵的解决方案9 这两种解决方案各有其优缺点。
电荷泵解决方案也称为开关电容器解决方案，利用分离电容器将电源从输入端传送至输出端，整个过程不需使用任何电感男所以是受欢迎的解决方案。
电荷泵电源的体积很小，设计也很简单，选择组件时通常只需根据组件规格从中挑选适当的电容器。
电荷泵解决方案的主要缺点是它只能提供有限的输出电压范围，绝大多数电荷泵的转换比率最多只能达到输入电压的两倍，这表示输出电压不可能高于输入电压的两倍。
因此，若想利用电荷泵驱动一个以上的白光LED，就必须采用并联驱动的方式。
利用只能对输出电压进行稳压的电荷泵驱动多个白光LED 时，必须使用镇流电阻来防止电流分配不平均，但这些电阻会缩短电池的寿命。
电感式驱动电路体积小夕效率高，适合为绝太多数便携式电子产品提供更长的电池使用时问。
在应用中可以调整电感式变换器的效率，以便在体积和效率之问取得最佳平衡。
大多数电感式解决方案都是采用升压变换器，图所示的升压式解决方案最多能驱动6 个或7 个串联的白光LED。
这种做法的优点是，因为许多显示器内置的白光LED 都采用串联模式，即使未将白光LED 内置于显示器屏幕中，在大多数情况下还是将它们串联在一起。
背光驱动器和白光LED 通常会在不同的电路板上，因此必须将电源从一块电路板连接至另一块电路板。
驱动5 个并联的白光LED 共需使用连接器的6 个引脚,而驱动串联在一起的5 个白光LED 只需要两个引脚。
图电感式升压变换器解决方案。
常见的白光LED驱动电路图
常见的白光LED驱动电路图常见的白光LED驱动电路图图1所示为常见的4种白光LED驱动电路，白光LED的正向电压怖的差异会因为所采用的稳压线路不同而对电流的稳定精确度造成不同的影响。
图2所示的是曲两个生产厂中各选3个共6个白光LED的正向电流与正向电压的特性曲线,稳压器输出负载曲线与特性曲线的交叉点就是稳压点。
图1 常见的白光LED驱动电路图1（a）所示电路利用电压源变换器与限流电阻来控制白光LED 的电流，该做法的优点是可以选用多种稳压器，同时只需将稳压器的一端连接到白光LED上；缺点是由于限流电阻所带来的功率耗损以及白光LED的正向电流没有被精确控制9因此效率不佳。
从图1（a）看出，采用该电路驱动6个白光LED时，6个白光LED的电流变化范围为14.2～1 8.4mA，A厂产品的平均亮度比B厂大约高2mA。
图1（b）所示电路实现了对LED电流的控制,其中限流电阻则用来控制各LED间电流的匹配。
该电路对于同一生产厂同批次的LED来说匹配精度较高，而对不同生产厂不同批次的LED来说匹配精度较差。
从图1（b）看出，采用该电路驱动6个白光LED时，6个LED的电流变化范围为13.8～20.2mA，但是A厂产品间的差异更小，同时A厂与B厂的平均电流都大约为17.5mA。
因此，图1（b）所示电路的缺点是限流电阻有Γ定的功率消耗，同时白光LED的电流也无法实现高精度的匹配。
图1（c）所示电路则独立控制每个白光LED的电流而不需使用限流电阻。
在这里，电流的稳定精度与匹配度由每个独立的电流控制器的精度所决定。
采用MAX1570变换器可达到2％的电流精度以及0.3％的电流匹配度。
从图2（c）可看出，采用该电路驱动6个白光LED时，6个白光LED的电流稳定在17.5mA。
取消限流电阻虽然可以节省电路板空间，但在稳压器与白光LED之间增加了4个连接点。
图1（d）所示的则为采用电感升压式变换器来稳定白光LED电流的电路，其中反馈电压可以将电流检测电阻的功率损耗降到最低。
LED特性和白光LED的基础知识与驱动
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()。
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驱动电路图
白光LED驱动电路图最近几年行动电话、PDA等可携式电子产品的液晶显示器逐渐从黑白银幕更换成彩色银幕，由于液晶本身不会发光所以液晶显示必需利用背光照明单元显示银幕的信息。
可携式电子产品的背光照明单元基于耗电性等考量，因此白光LED正当快速取代传统灯泡，成为背光照明单元主要发光组件。
为了使白光LED点灯必需使用高顺向电压VF 与顺向电流 IF，尤其是背光照明单元的电流控制，对可携式电子产品的电池动作时间具有绝对性影响，因此本文将深入探讨白光LED背光照明单元的动作原理与驱动电路的设计技巧。
LED的驱动特性图1是一般穿透式彩色液晶显示器的结构，由图可知LCD面板下方设有白光LED光照明单元，白光LED产生的光线经由导光板的反射均匀扩散射入LCD面板内，提供彩色画面给使用者读取。
圖1 穿透式彩色液晶顯示器的結構如图2所示传统背光照明单元的白光LED是并联驱动，由于白光LED的亮度因负载电抗RL的阻抗值使得电流 IF受到限制，也就是说白光LED 的亮度取决于电阻的阻抗值。
然而白光LED的电压 VF本身具有不同的波动范围，因此相同的电阻会使白光LED的亮度产生分布不均现象。
圖2 傳統背光照明單元的白光LED的驅動方式如上所述白光LED的亮度若不相同時，背光照明單元的光線就會有所謂的照明不均問題，雖然使用電氣特性相同的LED可以改善亮度不均的困擾，不過實際上卻無法對LED廠商作如此要求。
此外配合各LED的電氣特性，逐一調整負載電阻的阻抗值，事實上這種方式並非根本的對策。
為了使流入LED的電流完全相同，所以將串聯方式改成圖3所示的串聯方式，如此一來即使LED的電壓具有不同的波動值，由於流入各LED的電流I LED相同，因此各LED產生的輝度幾乎一致。
圖3 LED的串聯驅動方式每個白光LED最少需施加3.6V以上的驅動電壓才能獲得預期的輝度，由圖3可知當複數個白光LED串聯連接時，相對的必需等比例提高驅動電壓。
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。
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。
白光led的发光原理
白光led的发光原理LED是一种半导体器件，它的发光原理是通过电子与空穴复合放出能量，产生光。
白光LED是一种可以发出白光的LED，它的发光原理与普通LED有所不同。
接下来，我们将详细介绍白光LED的发光原理。
首先，白光LED的发光原理是基于三基色混合发光的原理。
通常情况下，白光LED是通过蓝光LED芯片和黄色荧光粉混合发光来实现的。
蓝光LED芯片通过电流激发，产生蓝光，而黄色荧光粉则能够吸收部分蓝光并转化为黄光，最终蓝光和黄光混合形成白光。
其次，白光LED的发光原理还可以通过使用RGB三基色混合发光来实现。
RGB三基色分别是红、绿、蓝，通过控制这三种颜色的亮度和混合比例，可以实现白光的发光效果。
这种方法需要精密的控制电路和芯片，以确保三种颜色的混合比例准确，从而达到白光的发光效果。
另外，白光LED还可以通过使用紫外LED和三原色荧光粉混合发光来实现。
紫外LED芯片通过电流激发产生紫外光，而三原色荧光粉能够吸收紫外光并转化为红、绿、蓝三种颜色的光，最终混合形成白光。
总的来说，白光LED的发光原理是通过控制不同颜色的光源或荧光粉的混合来实现的。
无论是蓝光LED芯片和黄色荧光粉的混合、RGB三基色的混合还是紫外LED和三原色荧光粉的混合，都能够实现白光LED的发光效果。
在实际应用中，白光LED的发光原理使得它具有了更广泛的应用场景。
例如，白光LED可以用于照明、显示屏、汽车灯等领域，其发光原理的多样性也为不同领域的需求提供了更多的选择。
综上所述，白光LED的发光原理是通过控制不同颜色的光源或荧光粉的混合来实现的，包括蓝光LED芯片和黄色荧光粉的混合、RGB三基色的混合以及紫外LED和三原色荧光粉的混合。
这些原理使得白光LED在照明、显示屏、汽车灯等领域具有了更广泛的应用前景。
白光led的发光原理
白光led的发光原理
LED是一种半导体器件，它的发光原理是通过电子的复合来释放能量，从而产生光。
白光LED是指能够发出白光的LED器件，它的发光原理与普通LED器件
有所不同，下面我们来详细了解一下白光LED的发光原理。
首先，白光LED的发光原理主要有两种，一种是通过蓝光LED芯片和黄色荧
光粉的混合发光原理，另一种是通过RGB三基色混合发光原理。
蓝光LED芯片和黄色荧光粉的混合发光原理是指在蓝光LED芯片的基础上加
上一层黄色荧光粉，当蓝光LED芯片发出蓝光时，经过黄色荧光粉的转换，就能
够产生白光。
这种发光原理的优点是可以实现较高的发光效率和较好的色彩还原性能。
而RGB三基色混合发光原理则是通过将红、绿、蓝三种颜色的LED芯片混合
在一起，经过控制不同颜色LED的亮度，就能够产生各种颜色的光线，从而实现
白光的发光效果。
这种发光原理的优点是可以实现较好的色彩调节性能和较广的色彩范围。
无论是哪种发光原理，白光LED的发光效果都是非常理想的。
在实际应用中，白光LED已经成为了照明行业的主流产品，它不仅具有较高的光效和较长的使用
寿命，而且还具有较好的节能性能和环保性能。
总的来说，白光LED的发光原理主要有蓝光LED芯片和黄色荧光粉的混合发
光原理和RGB三基色混合发光原理两种。
这两种发光原理都能够实现较好的发光
效果，使得白光LED在照明行业得到了广泛的应用和推广。
随着科技的不断发展，相信白光LED的发光原理还会有更多的创新和突破，为人们的生活带来更多的便
利和舒适。
白色发光二极管的驱动方法及其驱动电路
白色发光二极管的驱动方法及其驱动电路发光二极管简称LED，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。
常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。
白色发光二极管，可以广泛的被应用于电动车辆、汽车的电子系统以及通用性的照明器具。
白色光源的白色LED，也就是白色的发光二极管的驱动方式，主要强调其驱动电路和负载白色LED的连接驱动方式搭配之间的关键点。
大功率的发光二极管要求配备的驱动集成电路具有其独特的产品特点，在技术规格方面的要求也是比较高的。
标签：白色发光；二级管；驱动方法；驱动电路引言在提倡绿色、环保和可持续性发展能源供应的今天，白色光源的发光二极管，作为非常独特的绿色照明能源，被誉为是心仪的具备省电高效，长寿命，耐震动响应速度较快，而且光电特性非常优异的照明光源，其应用范围之广泛受到了人们的青睐。
目前电动车的普及以及汽车电子系统的大量应用，需要可以代替传统照明光源的白色LED。
这就使得白色发光二极管成为了照明新光源的优选方案，尤其是在应用白色发光二极管的过程中，不同的连接驱动方式搭配不同的驱动电路，其发挥的功效是非常不同的。
1.常见白色发光二极管应用电路概述发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。
发光二极管的外形有：圆形、长方形、三角形、正方形、组合形、特殊形等。
常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。
使用LED作指示电路时，应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和LED所需工作电流来选择。
发光二极管的压降一般为1.5-2.0 V，其工作电流一般取10～20 mA为宜。
目前的白色发光二极管技术发展非常迅速，技术水平日益成熟，白色发光二极管的应用范围是非常普及和广泛的，很多产品的优质画面，节能的功耗作用获得了大家的认可。
白光LED驱动器解决方案分析
白光LED驱动器解决方案分析随着像手机，PDA、DSC、GPS 等数码及便携式产品的迅猛发展，以及液晶显示器的制造技术的日臻完善。
彩色的LCD 显示屏越来越成为数码及便携式产品的重要部件。
彩屏的手机，PDA 等也越来越受人们的喜欢和青睐。
彩色LCD 显示屏要尽显色彩则需要用白色光作为背光。
小型彩色LCD 显示屏采用白色的LED 作背光源是最理想的，这是由于它有电路简单，占空间小，效率高，价格低及寿命长的特点。
而白色LED 的正向压降VF 比一般的有色LED 高，VF=3∽4V。
白色LED 背光电源一般有数个白色的LED 组成，如手机，数码相机一般仅需2 到4 个白色LED，而PDA 则根据其显示屏的面积，需要3 到6 个。
对背光源的要求是：要满足背光的亮度要求并且亮度均匀(不允许有某一部分较亮，另一部分较暗的情况)，亮度可以方便的调节。
然而便携式电子产品（如PDA，GPS，数码相机，新一代手机等）的电池电压一般低于3-4.2V，因此需要一个升压式电源来驱动白色LED。
白色LED 驱动器基本上有两种驱动方式：1) 采用升压式电荷泵驱动电路，由于它的输出电压小于两倍的输入电压（一般输出电压+5V），所以它驱动LED 的方式是并联的，如图1-a 所示；2) 采用升压式DC/DC 变换器电路来驱动，由于它的输出电压从13V 到28V（甚至更高），因此它驱动LED 的方式是串联的，如图1-b 所示。
采用串联方式使流过每一个LED 的电流都一样。
则发光的均匀性好；而采用并联方式受正向压降VF 的离散性的影响，在定压供电时容易造成每个LED 的电流不等而造成发光的均匀性差。
虽然可以采用调节限流电阻来调节亮度。
但这十分麻烦。
有些厂家开发了驱动并联的LED 的IC，由于IC 内有控制各并联的LED 间电流均恒。
能满足LED 亮度均匀的要求。
但由于IC 电路复杂，成本较高。
白色LED的自适应抗干扰驱动技术研究
白色LED的自适应抗干扰驱动技术研究随着LED照明技术的快速发展，白色LED作为一种新兴的照明光源，已经在许多领域得到了广泛的应用。
然而，由于环境中存在的电磁干扰，白色LED的稳定性和可靠性仍然面临一定的挑战。
因此，研究白色LED的自适应抗干扰驱动技术变得尤为重要。
首先，我们需要了解白色LED的工作原理。
白色LED是通过蓝色LED芯片与黄色荧光粉的结合来实现的。
当蓝光经过黄色荧光粉时，部分蓝光被转化为黄光，两者混合后形成白光。
然而，这种结构在面对外界电磁场的时候容易受到干扰，从而影响到其发光效果和稳定性。
为了解决这个问题，研究人员提出了一种自适应抗干扰驱动技术。
该技术主要包括两个方面的内容：一是通过改善LED的电路设计来提高其抗干扰能力；二是利用自适应控制算法来实现对干扰的动态调整。
从电路设计的角度来看，我们可以通过增加滤波元件、使用微处理器等方式来提高白色LED模块的抗干扰能力。
滤波元件可以有效地降低由电磁场引起的干扰信号，从而保证LED的正常工作。
而微处理器可以对输入和输出信号进行检测和处理，实时调整驱动电流，以保持白色LED的稳定性。
此外，还可以采用屏蔽技术来减少外界电磁场的影响。
另一方面，自适应控制算法在白色LED的抗干扰驱动技术中也发挥着重要的作用。
通过感知和响应外界环境的电磁干扰状况，自适应控制算法能够根据实时的干扰情况调整驱动电流，从而保证白色LED的稳定性。
这一算法可以根据不同的情况采用不同的调整策略，例如增大或减小驱动电流的幅值，或者改变驱动频率等。
通过自适应控制算法的应用，白色LED能够适应各种电磁干扰环境，保持其光效和可靠性。
此外，还有一些其他方法可以进一步提高白色LED的抗干扰能力。
例如，可以对白色LED进行工艺改进，提高电路板的抗干扰能力；还可以对驱动电源进行优化，减少电源的谐波干扰；同时，采用合适的散热设计，有效降低其工作温度，提高信号传输的稳定性。
综上所述，白色LED的自适应抗干扰驱动技术是为了解决环境中电磁干扰对LED光效和稳定性的影响而发展起来的一种技术手段。
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%。
LED与驱动电源的匹配
LED与驱动电源的匹配由于白光LED的正向压降匹配较差，早期的白光LED驱动器采用限流电阻进行电流匹配，以补偿正向电压的差异，从而保证白光LED亮度的一致性。
最新研制的白光LED驱动IC可以不受供电电压的影响而保持恒定的亮度，提升并调节电池电压的驱动器IC可以是开环或闭环控制器、电荷泵或带有电压或电流输出的电感式变换器。
在大多数应用中，白光LED是通过并联或串联在一起的。
但在个别情况下，也可采用混联配置方式，还可采用交叉阵列形式连接。
LED采用哪种连接方式取决于应用的需要，每种配置方案都有其本身的优点和不足之处。
一、LED串联方式白光LED具有类似二极管的正向电压和电流特性。
由于白光LED亮度几乎完全由电流控制，因此，只要使用相同或匹配的电流，两个白光LED即可获得相同的亮度，而无须考虑其正向电压的差异。
1.电路连接白光LED采用串联方式连接可保证其电流相同，因此全部白光LED的亮度都是一致的。
图1-27a所示为LED采用全部串联方式，其优点是通过每个LED的工作电流相等，一般应串入限流电阻R，要求LED驱动器输出较高的电压。
当LED的一致性差别较大时，分配在不同LED两端的电压也不同，但通过每只LED的电流相同，各LED的亮度一致。
图1-27 LED串联方式连接2.电路分析当某一只LED短路时，如果采用稳压驱动方式（如常用的阻容降压方式），由于驱动器输出电压不变，那么分配在剩余的LED两端的电压将升高，驱动器的输出电流将增大，容易损坏余下所有的LED。
如采用恒流方式驱动LED，当某一只LED因品质不良而短路时，由于驱动器输出电流保持不变，所以不影响余下所有LED正常工作。
当某一只LED断开后，串联在一起的LED将全部不亮。
解决的办法是在每只LED两端并联一个稳压二极管，如图1-27b所示。
注意，稳压二极管的导通电压应比LED的导通电压高，否则LED就不会亮。
友情提示串联方式能确保各只LED的电流一致。
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。
浅析对白光LED驱动器的要求
浅析对白光LED驱动器的要求白光LED的基本特性是通过白光LED的电流量与发光量成线性正比关系。
因此，严格控制白光LED正向电流对于获得所需的发光量而言极为重要。
白光LED与普通整流二极管相比，其在电气性能上的唯一区别是其正向电压变化范围在3～4V之间。
因为白光LED的电流和电压的关系与环境温度及生产工艺有关，所以白光LED工作在电压模式下易导致白光LED电流失控。
因此，驱动白光LED的最佳方法是使其工作在电流模式下。
彩屏移动电话的广泛应用推动了白光LED的生产，白光LED被视为移动电话显示屏背光的最佳解决方案。
首先开发使用的锂离子电池供电的白光LED驱动器，它允许的电源电压变化范围一般是2。
7～5。
5V。
出于同一使用原因，连接到一个驱动器的白光LED的数量直接取决于LCD的尺寸。
通常白光LED 的使用数量为3～5个，但是对于大型显示屏而言，可使用多达10个白光LED。
另一个限制因素是所设计的驱动电路的外形体积，设计中应选用外形结构最小且最薄的驱动电路。
由于该电路使用电池供电，因此效率成为选择驱动器的关键因素。
白光LED的另一种应用电路类型是相机闪光灯，其与背光电路之间的主要区别是输出功率。
用于可拍照移动电话闪光灯的白光LED需要100mA～1。
2A的电流，而普通背光应用仅需要20mA的电流。
如果背光应用场合需要的功率不超过500mW，则用于显示屏背光的白光LED驱动电路有极大的选择空间。
相机闪光灯的应用场合一般需要500mW～5W的功率。
驱动器可以看做是向白光LED供电的特殊电源，它根据需要可以驱动串联、并联或串并联的多个正向压降为3。
0～4。
3V的白光LED，并满足驱动电流的要求。
对白光LED驱动器的主要要求如下。
①为满足便携式电子设备的低电压供电要求，驱动器应有升、降压功能，以。
白色LED的高效驱动器
白色LED的高效驱动器
白色LED 二极管要求较高的3.50V 正向电压，因此不可能直接连接到一个标准的便携式电池电压。
而且这些二极管必须用一个恒流供电，并按照制
造商的规格。
为了满足这一需要，安森美半导体开发了一系列白色LED 应用产品。
在这个系列中，NCP5007 是基于升压的结构，负载电流由所示的模拟反馈环监控和稳定。
最大22V 的输出可以供五个LED 串联使用。
因此，几乎所有类型的便携式
背光系统可以由此芯片供电。
流进二极管的平均电流根据式1 由电阻R1 稳定：
Vref 电压在内部设为达至200mV，这个较低的值能减少检测电阻的损耗，并且尽可能的节约电池能量。
亮度可以用加到引脚3 的数字控制( EN 信号)，或通过连接到FB，引脚1 网络的外部PWM 信号调节。
在这种情况下需作进一步的工程，以便正确设置反馈网络和PWM 信号提供的调制。
NCP5007 数据表提供了这种工作模式的细节。
电感计算
除了硅芯片以外，直流-直流转换器的效率还取决于所选的电感，以处理
给定电池电压范围的功率。
这种元件的ESR 大大影响了转换器的工作和效率，尤其是在低输入电压电源时。
直流-直流转换器有两个工作周期
-周期#1 :时间t1 = 导通时间，能量在电感中积累
-周期#2 :时间t2= 断开时间，能量传输到负载
电感值根据工作周期、集成电路参数、负载和电源条件进行计算。
流进电感的峰值电流由NCP5007 数据表规定：。
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邮局订阅号：82-946360元/年技术创新电子设计《PLC 技术应用200例》您的论文得到两院院士关注白光LED 及其驱动The White LED and Driving(1.南京航空航天大学;2.中航工业上海航空电器有限公司)张慧1,2ZHANG Hui摘要:白光LED 具有寿命长、节能等显著优点,是节能与环保的“富矿”。
它从诞生至今,以每10年亮度提高20倍,价格降低为原来的1/100的速度发展,伴随着新材料和发光效率的提高。
单个LED 光源的功率和光通量也在迅速增加。
文章从原理角度对白光LED 进行了阐述,对白光LED 驱动进行了探讨,根据白光LED 的研究现状和存在的问题,从LED 芯片、封装技术等方面对白光LED 的研究方向进行详细的评述。
关键词:白光LED;LED 驱动;LED 芯片;LED 封装中图分类号:TP273文献标识码:BAbstract:White LED has a long life,energy and some other obvious advantages,and is the “bonanza ”for energy-saving and envi -ronmental protection.From its absent to now,accompany with new materials and luminous efficiency,its brightness increased 20times every 10years,and price decreased to 1/100of its original price.A single LED light source power and luminous flux are also increasing rapidly.From the point view of principle,white LED and its driving system were discussed,according to the study of white LED status and problems,from the LED chips,packaging technology and other aspects,the developing trend of the white LED is reviewed in detail.Key words:White LED;LED Driving;LED Chip;LED Package文章编号:1008-0570(2010)10-2-0175-031引言1998年白光LED 的开发成功,使得LED 应用从单纯的标识显示功能向照明功能迈出了实质性的一步。
白光LED 亮度和功率在不断地提高,而每提高一次,都进一步扩展了它的应用范围。
从2000年开始,功率型LED 被应用于某些设备的照明中。
比较突出的例子有:三菱电机将它所研制的LED 用作可拍照移动电话的闪光灯;Lumileds 公司用作液晶电视屏的背光源;小糸公司将其用于汽车头灯中。
2003年及2004年全球LED 产业呈现30%的高成长率,2005-2008年继续增长,其中,以高亮度LED 与超高亮度LED 最具成长潜力。
从全球市场来看,高亮度LED 主要的应用领域仍在移动设备的背光源上,占整个市场的近60%的规模,其次是汽车和信号灯市场。
单元光通量是表征LEDs 、OLEDs 等固态照明技术发展的重要标志之一。
LED 从诞生至今以每10年亮度提高20倍,价格降低为原来的1/100的速度在发展。
伴随着新材料和发光效率的提高,单个LED 光源的功率和光通量也在迅速增加。
原先,一般LED 的驱动电流仅为20mA 。
到了20世纪90年代,一种代号为“水虎鱼”的LED 光源的驱动电流增加到50mA-70mA,而代号为“梭子鱼”的LED 光源的驱动电流达到300mA-500mA 。
我国早在上世纪60年代就开展了光电技术的研究工作,80年代进入批量生产,直到本世纪初才形成规模生产。
2002年LED 产量超过150亿只,产值超过80亿元;2003年LED 产量约200亿只,产值超过100亿元,其中超高亮度LED 有几十亿只。
近几年LED 的成长率超过30%,其中超高亮度LED 超过50%。
目前,国内四元系AlGaInp 的红、橙、黄色芯片已经可以批量生产,估计每年可提供8亿~10亿只,G aN 基蓝、绿色芯片已可以小批量生产,每年可提供3亿只左右,小功率白光LED 封装产品(芯片以进口为主)年产为5亿~8亿只。
我国早期只是引进管芯进行封装,属劳动密集型产业,从上世纪末开始,从引进外延片进行加工,发展为自主研发和小批量生产技术含量较高的外延片。
2白光LED 工作原理LED 是一种固体光源,它是利用半导体P-N 结制成的发光器件。
在正向导通时,半导体中的少数载流子和多数载流子复合,释放出的能量以光子或部分以光子的形式发射出来。
这种发光效应也可称为注入电致发光。
由于不同半导体材料的带隙能量不同,因此激发光的波长也不同。
所以,采用不同的材料可制成不同颜色的发光二极管。
目前实现照明用LED 白光主要有如下三条途径,且各有其优缺点:2.1RGB 三基色合成将红、绿、蓝三色LED 功率型芯片集成封装在单个器件之内,调节三基色的配比,理论上可以获得各种颜色的光。
通过调整三色LED 芯片的工作电流可产生宽谱带白光。
此法由于没有Stocks 频移造成的能量损失,在三种方法中效率最高,色度也很好(Ra >95),同时生产成本也最高。
其缺点是,由于三种颜色的LED 量子效率不同,而且随着温度和驱动电流的变化不一致,随时间的衰减速度也各不相同,红、绿、蓝LED 的衰减速率依次上升。
因此,为了保持颜色的稳定,需要对三种颜色分别加反馈电路进行补偿[5][6],导致电路复杂,而且会造成10%~15%的效率损失。
2.2UV LED +RGB 荧光粉张慧:硕士研究生工程师175--技术创新《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2010年第26卷第10-2期360元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》电子设计采用高亮度的近紫外LED(~400nm)泵浦RGB 三色荧光粉,产生红、绿、蓝三基色。
通过调整三色荧光粉的配比可以形成白光。
相对于蓝光LED +YAG 荧光粉,采用这种方法更容易获得颜色一致的白光,因为颜色仅仅由荧光粉的配比决定;此外,还可以获得很高的显色指数(>90)。
其缺点主要有:①高效的功率型紫外LED 不容易制作;②由于Stocks 变换过程中存在能量损失,用高能量的UV 光子激发低能量的红绿蓝光子导致效率较低;③封装材料在紫外光的照射下容易老化,寿命缩短;④存在紫外线泄漏的安全隐患。
2.3蓝光LED +YAG 荧光粉以功率型GaN 基蓝光LED 为泵浦源,激发黄色无机荧光粉或黄色有机荧光染料,由激发获得的黄光与原有蓝光混合产生视觉效果的白光。
这种方法的优点是:白光LED 发光管结构简单,制作工艺相对容易,而且YAG 荧光粉已经在荧光灯领域应用了许多年,工艺比较成熟。
其缺点主要有:①蓝光LED 发光效率还不够高;②短波长的蓝光激发荧光粉产生长波长的黄光,存在能量损耗;③荧光粉与封装材料随着时间老化,导致色温漂移;④不容易实现低色温(一般照明用的白光都略微偏暖色,色温较低),显色指数一般也不高(70~80);⑤功率型白光LED 还存在空间色度均匀性等问题。
3白光LED 驱动白光LED 驱动IC 其功能主要是对白光LED 提供高效和持久的驱动。
有的不仅是简单的控制与驱动,还具有智能管理功能。
从而实现高效率、高性能和多种管理及保护功能。
驱动IC 的需求和白光LED 的应用密不可分,白光LED 的应用和技术发展,推动了驱动IC 的发展。
反过来,驱动技术又是提升LED 照明应用水平的关键所在。
因为LED 所需电源为直流、低电压,故传统的钨丝灯泡或日光灯之电源并不适合直接推动LED 灯具,必须考虑恒定的电流驱动、能源转换的效率、功率因素(power factor)等各种要求。
这些都对集成电路的设计、工艺及应用等诸方面的技术提出了挑战。
因此众多厂商投入大量资金和人力开展结构更加紧凑、功能更强、效率更高的白光LED 控制、驱动IC 的研发工作。
从而在各个应用领域中,在技术和产品方面都有较明显的突破。
如:德国欧司朗为新型白色LED 发光效率40lm /W 的LED 开发出了一整套大电流LED 驱动器产品,驱动电流为500mA 时的光量为64lW 。
采用脉冲驱动时,电流最大可达2A,面向车载和相机闪光灯等用途。
美国Linear 科技公司推出了最高可将亮度调至3000:1发光二极管(LED)驱动IC,主要面向车载和工业用设备的LED 显示器和背照灯。
Supertex 公司推出业界首个通用、高亮(HB)LED 驱动器IC 产品,效率超过93%,可减少相关元件的数量,从而降低了系统成本。
还推出了第二代高电压LED 驱动器IC,提供精确的LED 电流,输入电压范围(9V -250V),用于三原色背光,汽车照明和电池驱动LED 灯。
微设备公司推出了低噪音LED 驱动器,在一个芯片里整合了电荷泵和线性稳压器。
4白光LED 研究发展方向就目前白光LED 发展趋势看,今后应在如下几个主要方面展开研究:4.1芯片方面(1)基于功率型高效蓝光和紫外LED 芯片的半导体照明光源尽管采用蓝光LED 泵浦YAG:Ce 黄色荧光粉实现白光的方式存在色度不稳定性,即随着注入电流增大,泵浦源蓝光和黄色荧光两个宽谱带的峰值强度和半高宽发生相对变化,合成白光的色度学指标发生漂移。
但用这种方式实现白光照明生产成本相对较低,容易被市场所接受。
用近紫外或紫外LED 泵浦Y2O3:Ru (红色)、SrGa2S4:Ru (绿色)BaMgAl14O23:Ru (蓝色)荧光粉获得的功率型白光LED ,随着注入电流的增大(直至100~1000mA 量级),三个荧光谱峰的相对强度和谱宽关系可基本维不变,这种色温稳定性使其在许多高品质需求的应用场合(如节能台灯)得到应用。
(2)芯片结构的改进原有蓝光LED 芯片底层是sapphire 衬底,上面覆盖环氧树脂透镜。
环氧树脂导热散热能力很差,芯片产生的热量绝大部分要向下通过sapphire 进行热传导。
但是sapphire 衬底的热导率很低,不利于热量扩散。
因此这种正装芯片不能满足日益增长的功率要求。
为了解决这个问题,人们正在研制倒装焊(Flip-chip)结构,Flip-chip 结构将芯片通过焊料倒装在硅衬底上,出射光线经由透明的蓝宝石射出,不经过p 电极,减少了被吸收量,而且没有焊盘阻挡,出光效率得到了提高。