驱动白光发光二极管技术综述
白光发光二极管驱动解决方案#(精选.)
白光发光二极管驱动解决方案在为白光发光二极管选择升压式转换器解决方案或电荷帮浦解决方案时,首先要考量的是这两种解决方案在哪里些特定方面的表现较佳。
不同的终端应用对于发光二极管驱动器的需求也会不同。
举例来说,对于液晶(LCD)模块制造商而言,元件的高度可能是最重要的设计参数;对个人数码助理(PDA)制造商而言,效率则是最重要的设计参数。
图一为使用TPS60230白光发光二极管电荷帮浦驱动器的典型应用▲图一:典型白光发光二极管电荷帮浦驱动器TPS60230一般来说是直接由锂电池在3V到4.2V的范围内供电,也可以在个别提供20mA之情况下驱动5个发光二极管。
图二为使用TPS61062之驱动电路,这是一个典型基于升压式转换器解决方案的白光发光二极管驱动器电路。
▲图二:典型白光发光二极管升压式转换器驱动器。
图二的升压式转换器采用最新的IC发展技术,完全整合同步升压式转换器,并省略外部的萧基二极管,具备最小体积以及最少外部元件等优点。
前文已经针对图一及图二的解决方案进行最重要的设计参数之讨论,同时也说明升压式转换器和电荷帮浦解决方案的不同之处。
接下来我们则将针对电荷帮浦和升压式转换器白光发光二极管驱动电路的各个方面进行比较。
■电荷帮浦vs.升压式转换器之效率我们无法单就「效率」来评论电荷帮浦之良莠,因为整体效率受到与应用场合相关之参数的影响,这些参数包括发光二极管的顺向电压、锂电池的放电特性及受不同电荷帮浦模式影响之发光二极管电流。
图三为典型的电荷帮浦解决方案效率曲线;当转换器操作在“低压降线性调节器(LDO)模式”下且增益为1、输入电压在4.23.6伏特之间时,效率可保持在75%以上。
在低压降线性调节器模式中,电荷帮浦之动作与低压降线性调节器一样,输入电压都被向下调整到发光二极管的典型顺向电压3.1V3.5V。
另一个低压降线性调节器模式的好处是元件内部未进行切换,故可避免电磁干扰的问题。
▲图三:内部转换器增益切换所造成的效率步阶变化。
文献综述白光LED研究进展
文献综述白光LED研究进展白光LED(White Light Emitting Diodes)是一种新型的半导体发光器件,具有高亮度、高颜色还原度和低功耗等优点。
自20世纪90年代以来,白光LED研究得到了广泛的关注和深入的研究。
本文将对白光LED的研究进展进行综述。
首先,白光LED的发展历程是我们了解该研究的基础。
20世纪60年代初,应用无机发光物质的荧光粉将蓝光发光二极管和黄光荧光体组合构成白光源,实现了最早的白光LED。
之后,半导体发光材料的研究和发展推动了白光LED技术的进一步突破。
20世纪90年代,新型的宽禁带半导体材料氮化镓(GaN)和蓝光LED发光二极管的成功制备,为白光LED的发展奠定了基础。
其次,白光LED的研究主要集中在发光材料的选择和光谱调控。
现有的白光LED技术主要包括基于蓝光LED的荧光粉转换、基于磷化镓和氮化铟的LED和基于量子点的LED等。
荧光粉转换技术是最早被广泛应用的方法,通过将蓝光LED的紫外辐射转化为可见光辐射来产生白光。
磷化镓和氮化铟的LED具有较高的光电转换效率,可实现高亮度的白光发光。
而量子点的LED由于其在带宽调节方面的优势,成为白光LED领域的研究热点。
在白光LED的光谱调控方面,主要包括发光材料的配方和结构设计技术。
发光材料的配方要求能够提供较宽的光谱范围,以实现良好的颜色还原度。
结构设计技术则包括辐射结构和超晶格结构等,用于调控发光材料中载流子的复合和辐射,提高发光效率和光谱性能。
此外,白光LED的研究还包括光学设计和封装技术。
光学设计技术主要用于提高白光LED的光效和颜色均匀性。
通过调整发光材料的位置、尺寸和形状等参数,使其产生更加均匀的光强分布和色温。
封装技术则是将LED芯片和其他器件封装在一起,以提高白光LED的亮度和稳定性。
最后,白光LED技术的应用前景也是白光LED研究的重点之一、目前,白光LED已广泛应用于室内照明、背光源、汽车照明、显示屏等领域。
白光二极管的原理及发光性能 ppt课件
Thank You!
光输出 N P-N结
P
半导体发光二极管的结构示意图
光的颜色视做成PN结的材料和发 光的波长而定,而波长与材料浓 度有关。如采用磷砷化镓可以发 出红光或黄光;采用磷化镓 则发 出绿光
LED材料比较
材料
禁带宽度(eV)
GaAs
1.35
GaP
2.26
GaAs1-xPx/GaAs 590 GaAs1-xPx/ GaP
Ga1-xAlxAs GaN
1.42~2.26 3.39
发光波长
发光颜色
940
接近红外线
700
红
565
绿
555
纯绿
660
红
630
红
610
橙
590
黃
660
红
400
蓝、紫
白光LED
白光LED概况
1998年GaN系蓝光LED被开发出来,白光LED才成为实际可行的产 品。
所谓白光是多种颜色混合而成的光,如二波长光(蓝色光+黄色光) 或三波长光(蓝色光+绿色光+红色光)
将发三原色的三种小片封装在 一起,构成白色LED
将遍布可见光区的多种光芯片 封装在一起,构成白色LED
第一为利用荧光粉将蓝光LED或紫外UV-LED所产生的蓝光 或紫外光分别转换为双波长(Dichromatic) 或三波长 (Trichromatic)白光,此项元件技术称之为荧光粉转换白光 LED(Phosphor Converted-LED);
全光束(lm) 发光效率(lm/W 显色性(CRI 成本(元 寿命(Hours)
)
)
)
白炽灯泡(100W)
LED灯珠 白色LED发光二极管发光原理
白光LED发光二极管的方式主要按使用LED发光二极管的使用数量可以分为单晶型和多晶型两种类型。
一种是多晶型,即使用两个或两个以上的互补的2色LED发光二极管或把3原色LED发光二极管做混合光而形成白光。
采用多晶型的产生白光的方式,因为不同的色彩的LED发光二极管的驱动电压、发光输出、温度特性及寿命各不相同,因此在使用多晶型LED发光二极管的方式产生白光,比单晶型LED产生白光的方式复杂,也因LED发光二极管的数量多,也使得多晶型LED的成本亦较高;若采用单晶型,则只要用一种单色LED发光二极管元素即可,而且在驱动电路上的设计会较为容易。
另一种是单晶型,即一只单色的LED发光二极管加上相应的荧光粉,就如同日光灯的发光方式一样,采用LED发光二极管激发荧光粉发光。
通常采用两种方式,一种方式是蓝光LED发光二极管激发黄色荧光粉产生白光,另一种方式是紫外光LED激发RGB三波长荧光粉来产生白光。
许多厂商主要从事白光LED的研究,通常都先从蓝光LED开始研发及量产,有了蓝光LED的技术之后再开始研发白光LED,然而目前最常用蓝光LED激发黄色荧光粉来产生白光,但是用蓝光LED来发白光的方式的发光效率仍然不足,许多厂商开始向另外一个方向就是往紫外光LED 来发展,利用紫外光LED加RGB三波长荧光粉来达到白光的效果,其发光效率比蓝光好上许多。
而紫外光LED加RGB三波长荧光粉的方法,则关键技术在高效率的荧光体合成法,也就是如何把荧光粉有效的附着在晶粒上的一项技术。
白色发光二极管的发光原理与其它发光二极管的发光原理稍有一点不同。
目前有两种发光模式能使发光二极管发出白色光。
一种是采用二波长蓝色光+黄色光发光模式的白色发光二极管,其基础部分是一颗蓝色发光二极管,在蓝色发光二极管芯片的外面覆盖一层荧光体层,当蓝色发光二极管芯片发射出来的蓝色光,有一部分在透过荧光体时被荧光体吸收,变成了黄光,黄光又与透过荧光体的蓝光混合后就发出白色光。
OLED技术综述
OLED技术综述摘要:回顾了OLED的发展史,介绍了OLED的原理和它的发展现状,简述了它在各个领域中的应用,分析它的特点,对OLED进行评价,分析它的不足关键词:OLED,显示技术,发展前景1.发展历史OLED即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示(Organic Electroluminesence Display, OELD)。
1987,美国柯达公司的C.W.Tang(邓青云)和S.A.VanSlyke等人采用了超薄膜技术,用透明导电膜作阳极,AlQ3作发光层,三芳胺作空穴传输层,Mg/Ag 合金作阴极,制成了双层有机电致发光器件。
该器件可在较低直流电压(约10V)驱动下,产生高亮度(1000cd/m2)。
他们公开发表了关于冷发光材料和设备结构的文章,提出了制造小分子提出了制造小分子有机荧光材料发射层和传输层超薄多层材料的方法.揭开了有机发光显示器研究热潮的序幕。
1990年.剑桥大学Cavendish实验室的Bun_ou小s等人,研制成功用聚对苯乙烯(PPV)作发光材料制成聚合物电致发光器件巴使聚合物发光材料也开始受到科学家们的广泛关注.进一步推动了有机发光显示技术的研究与发展。
之后,越来越多的厂商投入到OLED组建的研发中。
全球主要厂商动态2.OLED原理简介OLED是一种有机材料制成的薄膜发光器件.由ITO透明电极和金属电极分别作为0LED的阳极和阴极。
OLED的发光原理及显示器驱动方式与LED(发光二极管,内部构造见图2)十分相似,当元件受到直流电(Direct Current;DC)所衍生的顺向偏压时,外加之电压能量将驱动电子(Electron)与空穴(Hole)分别由阴极与阳极注入元件,当两者在传导中相遇、结合,即形成所谓的电子-空穴复合(Electron-Hole Capture)。
而当化学分子受到外来能量激发後,若电子自旋(Electron Spin)和基态电子成对,则为单重态(Singlet),其所释放的光为所谓的荧光(Fluorescence);反之,若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行,则称为三重态(Triplet),其所释放的光为所谓的磷光Phosphorescence)。
白光oled原理
白光oled原理全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:白光OLED原理是一种先进的显示技术,它将有机发光二极管(OLED)应用于显示屏幕中,以实现高质量的图像和视频显示效果。
白光OLED显示屏具有出色的色彩表现力、更高的亮度、更低的功耗和更高的对比度,因此被广泛用于智能手机、平板电脑、电视和监视器等设备中。
本文将介绍白光OLED的工作原理、结构特点和优势。
一、白光OLED原理白光OLED正是通过利用有机发光材料电致发光的原理来实现显示的。
有机发光二极管(OLED)是一种特殊的半导体器件,由一层或多层有机薄膜组成,能够在电场的激发下产生光。
有机发光材料通常包括发光层、电子传输层和空穴传输层等部分,通过在这些层之间施加外加电压,从而实现电子和空穴的复合发光。
白光OLED实际上是一种混合发光的显示技术,它通过将红、绿和蓝三种颜色的有机发光材料混合在一起来实现全色谱的白光显示效果。
通过调节不同颜色的发光材料的配比和亮度,可以实现几乎任意颜色的显示效果。
这种混合发光的方式比传统的LED显示技术更加灵活,可以实现更加生动和真实的色彩表现。
白光OLED显示屏的结构相对简单,一般由透明的ITO导电玻璃基板、空穴传输层、发光层、电子传输层和金属反射层组成。
ITO导电玻璃基板用于提供电极,并且通常需要制备成透明的结构,以保证光线的透过性。
空穴传输层和电子传输层分别用于传输空穴和电子,并将它们输送到发光层进行复合发光。
发光层是白光OLED的关键部件,其材料的选择和结构的设计直接影响到显示效果的质量。
发光层通常采用混合了红、绿和蓝三种颜色的发光材料,并且需要具有较高的亮度和长寿命。
电子传输层和空穴传输层则需要具有良好的电子输送和空穴输送性能,以保证电子和空穴能够迅速地在发光层内复合并发光。
金属反射层用于提高光的效率和亮度,减少光的损失并提高显示效果。
金属反射层通常采用铝或银等高反射率金属材料制备,能够有效地反射背光光源中的光,并将其指向观察者的方向,从而提高显示效果的亮度和对比度。
白色有机发光二极管
白色有机发光二极管白色有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes,简称OLEDs)是近年来崭露头角的一种新型电子显示技术,其独特的发光原理和广泛应用前景引起了人们的极大关注。
在本文中,我将从深度和广度的角度探讨白色有机发光二极管的发展历程、工作原理、优势与劣势以及应用前景,以便读者能全面、深刻和灵活地理解其重要性与影响。
1. 发展历程白色有机发光二极管源于传统的有机发光二极管技术(OLEDs),它最早在1987年由英国剑桥大学的Ching W. Tang教授和美国伯利恒钢铁公司的Steven Van Slyke等人共同发明。
最初,OLEDs仅能实现单色发光,但不断地科研努力和技术突破使得人们成功地实现了白色有机发光二极管的研发,使其具备更广泛的应用领域。
2. 工作原理白色有机发光二极管的工作原理基于有机半导体材料的发光特性。
当一个电流通过有机发光层时,有机分子之间的电子和空穴结合,形成激子(Exciton)。
激子的寿命很短,会释放光子并发出光线。
通过调节有机发光层的材料和结构,可以实现白光发光,从而产生高质量的图像和视频。
3. 优势与劣势相对于传统的液晶显示技术(LCD)、等离子体显示技术(PDP)和量子点发光二极管技术(QLED),白色有机发光二极管具有多项独特优势。
OLEDs具备百分之百的自发光特性,无需背光源,使得显示器具备更加纤薄、轻便和灵活的特点。
OLEDs的像素响应时间快,可实现更流畅的动态画面效果。
OLEDs的可视角度较大,显示效果不会因观看角度的改变而产生明显变化。
然而,白色有机发光二极管也存在一些劣势,例如其寿命相对较短,且容易受到氧气和水分的影响,这限制了其在户外和高湿度环境中的应用。
4. 应用前景白色有机发光二极管已广泛应用于各个领域,例如电视、手机、平板电脑、汽车仪表板等。
随着技术的不断革新和发展,人们对OLEDs的应用前景充满期待。
在智能手机领域,OLEDs可以实现更高的色彩鲜艳度和对比度,使得用户能够享受到更逼真的图像和视频体验。
文献综述白光LED研究进展
文献综述白光LED研究进展白光LED是一种新型的照明光源,它具有高效能、长寿命、低功耗等优点,成为了照明行业的热点研究方向。
本文将对白光LED的研究进展进行综述,包括材料、器件结构以及应用等方面的最新研究成果。
白光LED的核心是发光材料。
目前,主要有三种发光材料可以实现白光发光:磷光材料、有机-无机杂化材料和量子点。
磷光材料是最常用的白光LED材料,具有宽发射光谱和高显色性能的优点。
然而,磷光材料在长时间使用后容易发生光衰,影响白光质量。
有机-无机杂化材料是一种新兴的白光LED材料,它可以通过调节材料的结构和组分来改变其发光性质。
量子点是一种具有优异光电性能的材料,可以实现窄带谱发射和高显色性能的白光发光。
然而,量子点材料的制备成本较高,制造过程中容易出现毒性物质的释放问题。
白光LED的器件结构通常由LED芯片、封装、散热等组成。
LED芯片是白光LED的核心部件,其选择和设计对白光质量和效率具有重要影响。
常见的LED芯片材料有GaN、InGaN和GaAs等。
GaN材料具有较高的热稳定性和电性能,适合用于白光LED的制备。
在封装方面,常见的封装材料有环氧树脂、硅胶等,封装材料的选择对于白光LED的散热和光学传输有较大影响。
散热是保障白光LED长寿命和高效能的关键因素,常用的散热方法包括金属散热器、热管等。
白光LED在照明领域具有广泛的应用前景。
目前,已经有一系列的白光LED照明产品问世,如室内照明、室外照明以及专业光源等。
其中,室内照明是最主要的应用领域,白光LED可以替代传统的白炽灯和荧光灯,实现节能减排。
此外,白光LED还可以应用于显示领域,如手机屏幕、电视背光等。
近年来,白光LED在植物生长照明领域也取得了一定的研究成果,利用不同波长的白光LED可以调节植物的生长周期和光合作用效率。
虽然白光LED在照明领域取得了广泛的应用,但仍然存在一些挑战和问题需要解决。
首先,白光LED的发光效率和光衰问题仍然是研究的重点。
白色发光二级管的驱动方法及其驱动电路
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2 2 串联 连接 驱 动方 法 .
要 求 白色 L D 的驱 动 电路 有较 高 的输 出 电压 E 才 能 满 足 ; 如 果 采 用 串 联 驱 动 方 法 将 所 有 L D 串联 连 接 ,则 要 求 白色 L D驱 动 电路 有 E E 足 够 大 的输 出 电流 。 简 单地 采 用 串联 或 并 联
分配 在余 下 白色 L D的 电流 将 增 大 ,导 致容 E
白色 L D并 联 连 接 驱 动 要 求 白色 L D E E
易损 坏所 有 白色 L D。所 以功率 型 白色 L D E E
做 并联 负载 时 ,不宜 选用恒 流 式驱 动 电路 。
驱 动 电路 输 出较 大 的 电 流 ,负载 电压 较 低 。
的连接 方式 ,不但 限制 了 白色 L D的使 用 数 E 量 ,而 且并 联 白色 L D 负载 电流 较 大 ,驱 动 E
电路 的成 本 也会增 大 。
采用 混 联 方式 连 接驱 动 白色 L D 可 以解 E
色 L D的正 向 电流相 同。 这样 不 管有 多 少个 E
正 向导通 电压 存 在着 离 散 性 ,而 流过 各个 白 色 L D 的 正 向 电流 都 一 致 ,使 得 各 个 白 色 E
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白色发光二极管 的驱动方法及其驱动电路
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摘要 :介绍 了可用 于 电动 自行车 、汽车 电子系统 及通 用照 明系 统 的新 光源 白色 LD ( E 发光 二极
管 ) 的驱 动 方 法 。强 调 驱 动 电 路类 型 与 负 载 ( 白色 L D 的连 接 驱 动 方 式 搭 配 选 择 的重 要性 。 同 E)
文献综述 白光LED研究进展
河北科技师范学院本科毕业论文文献综述白光LED荧光粉的研究进展院(系、部)名称:专业名称:学生姓名:学生学号:指导教师:2012年09月20日河北科技师范学院教务处制摘要本文综述了国内外LED荧光粉的研究成果,白光LED用荧光粉发光机理,白光LED发光的实现方案。
对高温固相法、溶胶-凝胶法、高分子网络凝胶法、燃烧法、共沉淀法、微波热效应法、水热法、喷雾热解法、激光加热法等荧光粉制备方法及各方法的优缺点做了较为详细的阐述,并对其发展前景及今后的研究趋势进行了展望。
关键词:白光LED荧光粉,发光机理,制备方法目录摘要 (Ⅰ)1引言 (1)2荧光粉的发光机理 (1)3白光LED发光材料的制备方法 (1)3.1高温固相法 (2)3.2溶胶-凝胶法 (2)3.3高分子网络凝胶法 (3)3.4共沉淀法 (3)3.5水热法 (4)3.6微波合成法 (5)3.7燃烧法 (5)3.8喷雾热解法 (6)3.9激光加热法 (6)4展望 (6)参考文献 (7)1引言白光发光二极管(Light Emitting Diode,LED)具有发光效率高、能耗低(仅为白炽灯的1/8)、寿命长(可达10万h)、无污染等诸多优点,已广泛应用于城市景观照明、液晶显示背光源、室内外普通照明等多种照明领域[1–6],被认为是替代白炽灯、荧光灯的新一代绿色照明光源。
目前,获取白光LED的主要途径有以下几种:(1)利用三基色原理和目前已能生产的红、绿、蓝三种超高亮度LED按光强1:2:0.38的比例混合而成白色[7]。
但由于LED器件光输出会随温度升高而下降,不同的LED下降程度差别较大,结果造成混合白光的色差,限制了用三基色LED芯片组装实现白光的应用;(2)蓝色LED与可被蓝光有效激发的发黄光荧光粉结合组成白光LED[8−10]。
荧光粉吸收一部分蓝光,受激发发射黄光,发射的黄光与剩余的蓝光混合,通过调控二者强度比,从而获得各种色温的白光;(3)采用发紫外光的LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色的荧光粉,产生多色混合组成白光LED。
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。
实现白光发光二极管的方法
实现白光发光二极管的方法1.引言1.1 概述白光发光二极管(White Light Emitting Diode, LED)已成为现代照明领域的重要技术之一。
通过发光二极管将电能转化为可见光,可以提供高效节能、长寿命和环保的照明解决方案。
相比传统照明技术,如白炽灯和荧光灯,白光发光二极管具有更高的能源利用率和更广的应用前景。
要实现白光发光二极管,我们需要解决一些关键的技术问题。
首先,我们需要找到一种发光材料,能够发出宽波长的光,以实现白光发光。
常用的方法是利用半导体材料的发光特性,结合荧光材料的发光转换机制,通过光电致发光技术将蓝色或紫色的发光转换为白光。
其次,我们需要设计合适的器件结构,使得光线能够高效地输出。
一种常用的方法是采用LED封装技术,将发光材料封装在透明的载体中,并通过优化结构、散热和光学设计等手段,提高光线的出射效率和均匀度。
此外,调控发光二极管的色温和色彩还是实现白光发光的重要挑战。
通过控制发光材料的配比和封装结构,可以实现不同色温的白光输出,满足不同照明场景的需求。
最后,白光发光二极管的可靠性和稳定性也是需要重视的问题。
通过优化材料的选择和封装工艺,提高器件的抗高温、抗潮湿和抗震动能力,可以保障LED的长期可靠性和稳定性。
综上所述,实现白光发光二极管是一个综合性的工程,需要在材料、器件结构、发光色彩和可靠性等方面进行深入研究和技术创新。
随着LED 技术的不断发展和进步,相信白光发光二极管将会在照明领域发挥越来越重要的作用。
文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的大致内容进行概述和组织安排。
以下是文章结构部分的一个示例:1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分,以清晰地介绍实现白光发光二极管的方法。
在引言部分,我们将首先对本文的主题进行概述,即实现白光发光二极管的方法。
然后,我们将概括介绍本文的结构和目的,为读者提供一个全面的了解。
接下来是正文部分,我们将重点探讨两个要点。
毕业设计(论文)-白光LED灯驱动电路设计
白光LED灯驱动电路设计摘要对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。
作为一种新型的光源,白光LED更具有无污染、长寿命、耐震动和抗冲击的鲜明特点。
虽然白光LED的发光效率正逐步提高,但是LED灯配套的驱动器性能不佳,故障率高,成为了LED推广应用的瓶颈。
本文介绍了一种照明用LED高效驱动电路的设计方法。
本设计采用单独的驱动电路。
通过脉宽调制方式来调节LED灯的亮度;采用开关电源供电方式,输入电压范围广、抗干扰性好、驱动效率高,保证了该驱动板在不同场合、不同区域都能正常使用。
关键词:LED;照明;高效;驱动White LED lamp driver circuit designAbstractFor general lighting, people need more white light sources. As a new light source, white LED with pollution-free, long-life, vibration and shock resistant to the distinct characteristics. At present, the luminous efficiency white LED is gradually improving, the commercialization of the device has reached the level of the incandescent lamp, but the fact should not be overlooked that the LED lights and supporting, the driver did not keep up with a timely manner, the drive circuit poor performance, fault Rate is high and promote the use of LED become the bottleneck, there are many technical issues need to study and solve.This paper introduces a kind of LED lighting efficiently driving circuit design method. This design USES the separate drivers circuit. Through the pulse width modulation way to adjust LED lamp brightness, Using power switch mode, the input voltage range, anti-jamming good, driving with high efficiency, guarantee the driven plate in different situations, different regions can normal use.Keywords: LED; Lighting; High-efficiency; Driver目录摘要 (1)引言 (3)第一章绪论 (4)1.1 LED的结构以及发光原理 (4)1.2 LED用途介绍 (4)1.3白光LED灯的特点 (6)1.3.1 白光LED灯的优点 (6)1.3.2 白光LED灯的缺点 (6)1.4 我国白光LED发展前景 (6)第二章白光LED灯驱动电源 (8)2.1 LED驱动电源要求 (8)2.2 LED电源的分类 (8)2.3 恒流驱动的理由 (9)第三章 LED驱动器 (12)3.1 白光LED驱动器的要求 (12)3.2 驱动器的分类 (12)3.2.1 恒流源 (13)3.2.2 电荷泵 (13)3.2.3 开关电源 (14)3.3 驱动电源效率 (15)第四章 LED驱动电路设计 (17)4.1 芯片LM3402/LM3402HV电路性能 (17)4.2 PWM调光 (18)4.3 输出开路 (18)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (21)附件一实物照片 (22)引言“绿色照明”是20世纪90年代初提出的照明领域的新方针,它是从节约能源、保护环境的角度提出的。
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。
白色发光二极管用荧光粉研究进展(1)
白色发光二极管用荧光粉研究进展(1)——蓝光或近紫外光发射半导体芯片激发的荧光粉摘要:综述了半导体白色发光二极管(wLED) 用荧光粉的研究进展。
主要从蓝光芯片激发和近紫外光芯片激发的角度分别介绍了红粉、绿粉、黄粉、蓝粉以及单基质白色荧光粉的研究概况,对性能较好的荧光粉作了重点推介,同时也综述了WLED器件的最新进展。
指出了目前该领域存在的问题并对其发展趋势作了简要展望。
关键词:白光LED;固态发光;荧光粉;综述一、引言:半导体白色发光二极管是近十多年发展起来的一种新型固态照明器件。
与传统的白炽灯、荧光灯和紧凑型节能灯相比,WLED具有效率高、寿命长、体积小、响应快速、无污染、节能等优点,被称为“第四代照明光源”。
各国纷纷投人巨资研究,发展产业。
按产生白光的途径,WLED可分为下面3类:①荧光转换型在低压直流电(一3V)的激发下,半导体芯片发射蓝光(一460nm)或近紫外光(一395nm),激发涂布在它上面的荧光粉发出更长波长的可见光,并组成白光;②多芯片组合型:多个半导体芯片分别发射红、绿、蓝光,并组合成白光;③单芯片多量子阱型:同一半导体芯片发射多种颜色的可见光并组合成白光。
目前和今后一段时期,pc一WLED都是市场上占主导地位的产品。
二、适用于蓝光发射半导体芯片激发的荧光粉2.1 黄粉蓝光与黄光组合能够形成自光,因此能被蓝光激发而发射黄光的荧光粉(简称黄粉,以下同)有着简单、实用的优势。
目前商业用黄粉主要是YAG:Ce通常以高温固相法在还原气氛中16以)℃下烧结制得,样品在芯片-460mn光激发下发射中心位于约一540 nm的宽带黄绿光。
这种方法得到的白光缺乏红区发射,因此显色指数(Colorrenderingindex,CRI)偏低。
通过掺杂其它稀土离子可以改善红区发射。
研究表明{...一,):Y3A15o,2:ce,十中以仆,...或Gd十取代Y,...时,发射红移;掺杂量增加,发射强度减弱。
白色有机发光二极管综述
白色有机发光二极管Malte C.Gather,Anne Köhnen , and Klaus Meerholz *白色有机发光二极管(WOLED)具有一系列极富吸引力的特征,它在几个概念上与目前大多数使用的光源有所不同。
从应用的角度来看,它们的优点包括可与荧光灯及无机LED相媲美的高功率效率和潜在的低制造成本。
作为平板显示光源,它们本质上属于无眩光且发光面积较大。
目前,WOLED在性能、耐用性和制造等方面正不断地改善,但这些改善需要各界的共同努力,在化学和材料学上需要设计出更好的材料、在物理上需要发明新的器件,而在工程上需要设计出合适的生产计划,这个过程已经引发出了许多令人兴奋的科学问题和答案。
本文不仅就WOLED领域的发展现状进行了报导,还特别地关注了新的器件结构和可靠性高、价格低廉的WOLED的制造方法。
1.简介有机发光二极管(OLED)产生白光的历史始于大约15年前,当时Kido和他的同事在报告称,他们已经成功地制造发射光谱包含了整个可见光光谱的有机发光二极管。
今天,全球在工业界和学术界的研究人员正不断地开发白色有机发光二极管以作为新一代的固态光源,且第一个产品最近已经投入市场。
除了其他许多有趣的性质之外,OLED从概念上就与目前市场上的大多数光源不同,它们的光的产生和排放都发生在一个相当大的面积上,尺寸范围更是从最初实验室样品的几平方厘米发展到目前的几平方分米再到未来可能高达平方米的产品。
因为这些有机光源本质上是无眩光,即使在狭小的空间也可提供非常均匀的照明,这对传统的点状光源来说是极具挑战性的,它可能允许WOLED在不久的将来作为一类补充技术进入照明市场。
初始,其独特的性能可能会在光源质量重于生产成本等其他因素的专门市场上得到应用,如现阶段设想的汽车和航空的室内照明应用。
目前看来,补充照明市场将仅是WOLED发展的第一步。
如今各个政府都纷纷推出了详细的研究计划,以降低照明相关的能源消耗,它在欧洲和美国的电力消费构成中占据比例达8-10%。
白光发光二极管
种类名称
组成
特性
1
Ce 激活的稀 土石榴石体系 (YAG:Ce体系)
YAlO:Ce, YGaO:Ce, (Y,Gd)(Al,Ga)O:Ce YAG:Ce,M(M=Pr, Sm, Eu等)
能被320~365nm长波UV及 405~510nm蓝光有效激发,发 射高效绿-黄-带橙黄可见光,物理 化学性质很稳定
光能转换
■
实现白光LED的基本原理和方案
(1)蓝光LED芯片与荧光体组合
■ 发蓝光半导体化合物芯片和可被蓝光有效激发的发黄光荧光体
(无机或有机)有机结合组成白光LED
■
蓝光和黄光混合获得白光
■
半导体化合物芯片发射蓝光:p-n结电致发光
■ 荧光体发射的黄光实现蓝光→黄光的光能转换,属于典型的光
致发光
■ 调整涂敷的发黄光的荧光体的品种和用量,可以获得不同色温
■
UV白光LED的红光成分
面体和四面体占据的空间形成十二面体,中心位置上是[A]离子,由
氧配位。
■
三价稀土离子位于十二面体[A]格位上
■
三价稀土离子,Ce ,Pr ,Nd ,Tm3“,Yb 掺杂可以获得高
效的发光和激光材料
3+
3+
7
7
-1
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
YAG:Ce 的发光性质
■
发光起源于Ce 的受激电子从能量最
三大类:
(1) Eu 激活的,Eu +Mn 共激活的BaMgAl 0
一种白光发光二极管驱动电路的设计的开题报告
一种白光发光二极管驱动电路的设计的开题报告
1. 研究背景和目的
白光发光二极管(LED)是一种具有广泛应用前景的高效照明光源。
然而,LED的驱动电路设计对于其灯光效果、寿命以及可靠性等因素都
有很大影响。
因此,本次研究的目的是设计一种高效、可靠、稳定的白
光LED驱动电路。
2. 研究内容和方法
本研究将采用实验研究方法,主要内容包括:
(1)分析白光LED的特性和驱动原理,探讨其电气特性及光学特性,阐述白光LED的光谱特性及其对驱动电路设计的影响;
(2)设计并仿真白光LED的驱动电路,考虑功率因数、输出稳定性、效率等因素,实现白光LED的精密调光和亮度控制;
(3)搭建白光LED驱动电路实验平台,测试其电气特性和光学特性,并分析其性能;
(4)优化白光LED驱动电路并验证其实用性,探索实现可靠、高效、稳定的白光LED驱动电路的方法。
3. 研究意义和预期结果
本研究将为白光LED的驱动电路设计提供新的思路和方法,有望实
现对白光LED的高效、可靠、稳定的驱动,为室内和室外照明等领域的
应用提供更为优质的光源。
预期结果是:设计并验证了一种高效、可靠、稳定的白光LED驱动电路,具有实用性和应用前景。
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程及发 光原 理的介 绍 ,而重点 对实 现儿种 典型 功能 的 L D 的驱动技 术进 行 了介 绍 ,最后展 望 了 白光 L D 作 为新一 代的 照明器件 的 E E
应用前 景 。 关 键词 发 光二极 管 ( E L D)驱动 电荷泵 恒流 源 开关 电源 白光发光 二极管 ( E L D)
21年 9 00 月
光 源 与 照 明
2 1 年第 3 00 期
驱 动 白光 发 光 二 极 管 技 术 综 述
彭 奠 李 晓寒 何 华平 四川 理工 学院计 算机 学 院 ( 四川 自 6 3 0 ) 贡 40 0
摘 要 白光发光二 极管 ( E 是 一种 新兴具 有环保 、节 能等优 点 的现代 的照 明器件 ,首 先通过 简略地 对 白光 L D的发 展历 L D) E
1 白光 发 光 二极 管 ( E ) 的原 理 L D
L D 是一种 固体光源 ,其实现正 向导通时 ,其中 E
的少 数 载 流 子 和 多数 载 流子 复 合 ,从 而释 放 出 能 量 引
表 1
很 小 的变 化 也 会 引起 通 过 白光 L D的 电流 量 很 大 的变 E 化 ,而且 电流 量 和 电压 量 的 变化 成 正 比关 系 。在 周 围
体材 料 的带 隙 能量 不 同 , 因此 被 激 发 的 光 的波 长 也 不 同 ,各 种 不 同 的 半 导 体 材 料 就 可 以 产 生 不 同 颜 色 的 L D。白光 L D 可分 为单 片 型 和 多 芯片 型 。 芯 片 E E 单
型是 不同的单一芯 片与相应 的荧光 粉组合产生 白光 , 多芯片型是把产生不同色光 的芯片封装在一起 , 使之混 合产生 白光 , 几种 主流的白光 L D的组合方式如表 1 E 。
白光 L D 的 种 类 和发 光 原 理 E
三 芯 片型
蓝 L D ,绿 L D ,红 L D IG N , A IGa 将 蓝/ / E E E na In P 绿 红 包 L D 封 装 在 一个 包 装 内, 效 2 W , E 光 0l m/ 可发 出全 彩 色 的 光
基 金 项 目: JI 学 院科 研 基 金2 0 XJ P 0 5 四 I 理工 0 9 K L 0
荧光灯 和 H D灯的光效为 5 ~10 l W 。白光 L D I 0 2 m/ E 在 19 年 时 光 效 只 有 5l W ,到 了 l9 98 m/ 9 9年 已 达 到
l l , 一 指 标 与 一 般 家用 白炽 灯 相 近 , 5 I/ 这 l W T 而在 2 0 00 年 时 ,白光 L D的 光 效 已 达 2 / ,这 一 指标 与 卤 E 5mW l 钨 灯 相 近 。20 0 5年 ,L D 的光 效 可 达 5 l / ,2 0 E 0m w 08
年 白光 L D光效已达 10 l / ,这一指标 已接近荧 E 0 m W 光 灯 和 H D 灯 。据 预测 ,到 2 1 时 ,L D 的 光效 I 05年 E
可望 达 到 1 0~2 0 ll 。那 时 的 白光 L D 的 ]作 5 0 H/ w E 二 电流 就 可 达安 培级 。 由此 可 见 开 发 白光 L D 用作 照 明 E 光 源 ,将成 为 可能 。 白光 L D 必 将 取 代 普 通 的光 源 , E 成为 2 世纪主流光源。 1
图 1 L D 的 发 光机 理 概 略 E
白光 L D 的 电特 性 与 其 它 半 导 体 二 极 管几 乎无 E 异 , 正 向 导 通 电压 较 高 , 白光 L D体 现 出的 伏安 其 从 E
特 性 可知 ,当 白光 L D 正 向导通 后 , 两 端 电压 发生 E 其
O 引言
起光 子 发 射 ,L D 发光 原 理 如 图 1 示 。 在 L D 的 E 所 E
2 世纪 6 年代 ,mM、惠普等多家公 司利用 L E 0 0 P 技术共同开发出了低效的红光 L D。7 E 0年代随着 L D E 在便 携式 计算 器 和频 率计 中的使 用 , E L D得 到 了 飞速 的
Pn — 结会合设 有发光层 , 当有 电流流人 时在该处 电子和
空 穴 会 合 释 放 出能 量 ,能 量 的 大小 是 电子 和 空 穴 的 能
量差值 ( 为普朗克常数 , 为频率) h ,利用此产生的 能量来发 出光 ,该能量等于半 导体材料的带隙能量 最 ( ) e ,所 产 生光 的波 长 12 0E ,由于 不 同 的半 导 V = 4 /g
发展 , E 的发 光效 率进 一 步提 高 , 发 j了高 发光 效 LD 开 l j ; 率 的红色 L D。8 年 代 , 成 功 开发 了高 效 G AI S和 E 0 a A 超 高效 I a I 发光 材料 ,使 L D 的发 光 效 率 得 到 了 n AP G E 进 一步 提 高 ,之 后 随着 蓝 色和绿 色 L D 的出现 使 L D E E 拥 有 了红 、 、 三基 色 ,自 l9 年 白光 L D诞 生 , 绿 蓝 从 98 E L D 开 始 高 速 发展 ,向普 通 照 明挺 进 。 目前 所用 的照 E 明灯光 源 ,自炽灯 和 卤钨 灯 ,其光 效 为 1 ~2 l W , 2 4 m/
・
1 ・ 0
21年 9 00 月
光 源 与 照 明
2 1 年第 3 00 期
的温度发生变化时 , 白光 L D 的 电 气特 性 也将 发 生 改 E
变 , 向 电压 随温 度 的升 高 而减 小 ,白光 L D 的光 输 正 E 出特 性 同样 受 输 入 电压 和 温 度 等 因素 的影 响 ,在 结 温 升 高 时 ,空 穴 和 电子 复 合 的 数 量 增 加 ,使 激 发 光 子 的 数 量 减 少 , 而 导 致 白光 L D 亮 度 降低 。当周 围环 境 从 E 温 度 变 化 时 ,半 导 体 的 能 级 也 发 生 变 化 。 所 以 白 光