2。1 LED的发光原理
PN结的端电压构成一定势垒,当加正向偏置电压时势垒下降,P区和N区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率比空穴迁移率大得多,所以会出现大量电子向P区扩散,构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合,复合时得到的能量以光能的形式释放出去。这就是PN结发光的原理[6]。
2。2 LED的特性
电气特性,电流控制型器件,负载特性类似PN结的UI曲线,正向导通电压的极小变化会引起正向电流的很大变化(指数级别),反向漏电流很小,有反向击穿电压。在实际使用中,应选择。LED正向电压随温度升高而变小,具有负温度系数。LED消耗功率,一部分转化为光能,这是我们需要的。剩下的就转化为热能,使结温升高。
光特性,LED提供的是半宽度很大的单色光,由于半导体的能隙随温度的上升而减小,因此它所发射的峰值波长随温度的上升而增长,即光谱红移。LED发光亮度L与正向电流I近似成比例:K=L/I,K为比例系数。
电流增大,发光亮度也近似增大。另外发光亮度也与环境温度有关,环境温度高时,复合效率下降,发光强度减小。
热特性,小电流下,LED温升不明显。若环境温度较高,LED的主波长就会红移,亮度会下降,发光均匀性、一致性变差。尤其点阵、大显示屏的温升对LED的可靠性、稳定性影响更为显著。所以散热设计很关键。
2。3 LED驱动简介论文网
LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源[7]
LED驱动一般特性要求
(1)高可靠性:特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。
(2)高效率:LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构,尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升,对延缓LED的光衰有利。
(3)高功率因素:功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦至40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。
(4)浪涌保护:LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于电网负载的启用和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。
(5)保护功能:电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。
(6)防护方面:灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。
(7)驱动电源的寿命:要与LED的寿命相适配。
2。4 LED驱动方式
LED驱动简单的来讲就是给LED提供正常的工作条件(包括电压,电流等条件)的一种电路,也是LED能正常工作必不可少的条件,好的驱动电路能随时保护LED,避免LED被损坏。LED驱动通常分为以下三种方式:
镇流电阻驱动:就是简单的在LED的回路中串接电阻,通过调节电阻的组织,可以改变LED的驱动电流,原理图如图1所示。