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1、白光LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)宇量內(nèi)容標(biāo)題導(dǎo)覽：｜LED的驅(qū)動(dòng)特性｜白光LED的驅(qū)動(dòng)電路｜結(jié)語｜ 最近幾年行動(dòng)電話、PDA等可攜式電子產(chǎn)品的液晶顯示器逐漸從黑白銀幕更換成彩色銀幕，由於液晶本身不會(huì)發(fā)光所以液晶顯示必需利用背光照明單元顯示銀幕的資訊。可攜式電子產(chǎn)品的背光照明單元基於耗電性等考量，因此白光LED正當(dāng)快速取代傳統(tǒng)燈泡，成為背光照明單元主要發(fā)光元件。為了使白光LED點(diǎn)燈必需使用高順向電壓VF與順向電流IF，尤其是背光照明單元的電流控制，對(duì)可攜式電子產(chǎn)品的電池動(dòng)作時(shí)間具有絕對(duì)性影響，因此本文將深入探討白光LED背光照明單元的動(dòng)作原理與驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)
2、計(jì)技巧?！ED的驅(qū)動(dòng)特性圖1是一般穿透式彩色液晶顯示器的結(jié)構(gòu)，由圖可知LCD面板下方設(shè)有白光LED光照明單元，白光LED產(chǎn)生的光線經(jīng)由導(dǎo)光板的反射均勻擴(kuò)散射入LCD面板內(nèi)，提供彩色畫面給使用者讀取?！D1穿透式彩色液晶顯示器的結(jié)構(gòu) 如圖2所示傳統(tǒng)背光照明單元的白光LED是並聯(lián)驅(qū)動(dòng)，由於白光LED的亮度因負(fù)載電抗RL的阻抗值使得電流IF受到限制，也就是說白光LED的亮度取決於電阻的阻抗值。然而白光LED的電壓VF本身具有不同的波動(dòng)範(fàn)圍，因此相同的電阻會(huì)使白光LED的亮度產(chǎn)生分佈不均現(xiàn)象?！D2傳統(tǒng)背光照明單元的白光LED的驅(qū)動(dòng)方式 如上所述白光
3、LED的亮度若不相同時(shí)，背光照明單元的光線就會(huì)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(shí)際上卻無法對(duì)LED廠商作如此要求。此外配合各LED的電氣特性，逐一調(diào)整負(fù)載電阻的阻抗值，事實(shí)上這種方式並非根本的對(duì)策。為了使流入LED的電流完全相同，所以將串聯(lián)方式改成圖3所示的串聯(lián)方式，如此一來即使LED的電壓具有不同的波動(dòng)值，由於流入各LED的電流ILED相同，因此各LED產(chǎn)生的輝度幾乎一致?！D3LED的串聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式 每個(gè)白光LED最少需施加3.6V以上的驅(qū)動(dòng)電壓才能獲得預(yù)期的輝度，由圖3可知當(dāng)複數(shù)個(gè)白光LED串聯(lián)
4、連接時(shí)，相對(duì)的必需等比例提高驅(qū)動(dòng)電壓。圖4是利用switchingregulatorICNJM2360構(gòu)成白光LED驅(qū)動(dòng)電路，該電路是施加1.25V的電壓VREF至INVIN端子藉此方式?jīng)Q定RL的阻抗值，也就是說決定白光LED亮度的各LED電流ILED可由下式求得:假設(shè)各LED的電流ILED為15mA，RL約為830Ω，三個(gè)3.6V白光LED的電壓VF並聯(lián)連接時(shí)，LED整體的驅(qū)動(dòng)電壓VLED為:VLED=?VREF+NVF?????????=?1.25+3x3.6??????=?12.05(V)N:並聯(lián)連接的LED數(shù)量 圖4利用switchin
5、gregulatorIC驅(qū)動(dòng)白光LED的電路 白光LED點(diǎn)燈時(shí)需要15MA的電流IF，不過周圍很黑暗的環(huán)境時(shí)，往往不需作全開驅(qū)動(dòng)，此時(shí)可控制驅(qū)動(dòng)電流抑制LED的亮度，進(jìn)而降低LED的耗電量，這對(duì)使用電池的可攜式電子產(chǎn)品而言，乃是非常重要的節(jié)約電流技術(shù)。有關(guān)驅(qū)動(dòng)電流控制技術(shù)常用的方法是利用PWM信號(hào)作控制，該方法經(jīng)常被應(yīng)用在其它領(lǐng)域，例如馬達(dá)控制或是聲音信號(hào)處理等等。由於PWM信號(hào)可使switchingregulator作ON/OFF，因此它可使LED的輝度穩(wěn)定化，同時(shí)還可以確保電池長時(shí)間的動(dòng)作特性。由圖5可知周圍溫度一旦超過500C，白光LED
6、的容許順向電流會(huì)大幅降低，在此情況下如果施加大電流，很容易造成白光LED老化，為了減緩白光LED的老化速度，所以必需利用周圍溫度調(diào)整基準(zhǔn)電壓VREF，藉此減少電流的供給。根據(jù)以上的說明可歸納下列結(jié)論:?白光LED的電壓VF非常高。?電壓VF本身具有波動(dòng)值。?衡時(shí)全開點(diǎn)燈會(huì)使白光LED的耗電量增加。?電源電壓變動(dòng)會(huì)影響白光LED的輝度。為了使白光LED能穩(wěn)定點(diǎn)燈，且不受電壓VF本身波動(dòng)值以及電源電壓變動(dòng)的影響，所以必需使用專門的白光LED驅(qū)動(dòng)器?！D5周圍溫度與容許順向電流的關(guān)係 白光LED的驅(qū)動(dòng)電路?基本驅(qū)動(dòng)電路如圖6所示一般switching
7、regulator是設(shè)法使feedback電壓VFB，與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓VREF相等進(jìn)而控制電壓，因此決定白光LED亮度的電流ccc可由下式(1)求得。如果將周圍的亮度也列入輝度控制電路時(shí)，如圖6的白光LED驅(qū)動(dòng)電路就變成圖7所示的結(jié)構(gòu)。圖7的電路與圖6的電路最大差異點(diǎn)，是圖7的電路增加設(shè)置phototransistorTr1、電阻R1與R2voltagefollower的OP增幅器(演算增幅器)IC1，此時(shí)流入Tr1輸出電壓VSENS與白光LED的電流ILED可用下式表示:換句話說利用上式驅(qū)逐白光LED的場(chǎng)合，必需作下列調(diào)整作業(yè):?為獲得周圍亮度
8、必需調(diào)整照度感測(cè)器(sensor)的輸出電壓VSENS。?利用輸出電壓VSENS調(diào)整白光LED的亮度?！D6switchingregulator構(gòu)成的
