LED應用

 LED(發光二極管)用于狀態顯示和矩陣面板已經很多年了。現在,可選用的LED包括新開發的藍光和白光LED(廣泛用于便攜裝置)以及普遍存在的綠光、紅光和黃光LED。白光LED可做為彩顯的理想背景照明。但是,在為LED設計電源時應注意這些新LED器件的固有特性。本文描述新、老LED的特性以及激勵它們所需的電源性能。

標準紅光,綠光和黃光LED

    使LE🌺D工作的最簡單方法是把電壓源通過一個串聯電阻加到LED上。只要工作電壓(VB)保持恒定,LED會發射恒定強度的光(雖然光強隨環境溫度增高會減✃弱)。可以根據要求改變電阻值來變化光強。

    圖1示出5mm直徑標準LED的正向電壓(VF)與正向電流(IF)的關系。注意,跨接在LED上的壓降隨正向電流增加。假定單個綠光LED在5V恒定工作電壓下具有10mA正向電流,則串聯電阻器KV=(5V-VF,10mA)/10mA=300W。如圖2所示,典型工作條件下數據手冊給出正向電壓是2V。像𓃲這種商用二極管是用鎵-砷化物-磷化物制造的。大多數的設計工作師了解和容易處理它們,這種LED具有如下特點:

    發射的彩光(發射波長)在正向電流、工作電壓和環境溫度變化時能相對保持恒定。標準綠光LED發射波長為565nm左右,容差只有25nm。因此,幾個這樣的LED并聯工作(圖3)不會成問題。其色差是很小的。正向電壓的正常變化會導致光強略有變化,但這種差別也是較小的。通常,可以忽略來自同一廠家ඣ和同一批號的LED的差別。

    在正向電流接近10mA時正向電壓隨正ജ向電流有小的變化。紅光LED變化大約200mV,其𒉰他LED變化400mV左右(見圖1)。

    在正向電流低于10mA時,其正向電壓比藍光或白光LEജD🌄小很多,這樣可直接用Li+電池或一個3節NiMH電池對它們供電。

    因此,使標準LED工作的供電成本是相當低的。在LED工作電壓大于其最大正向電壓時不需要升壓變換器或復雜昂貴的電流源。只要應用允許隨電池放電所導致光強減弱的容限,LED甚至可直接工作在Li+或3節NiMH電池。

藍光和白光LED

    長期以來人們無法得到發射藍光的LED。設計人員只能用已有的紅光、綠光和黃光LED。早期的器件實際上不是藍光LED,而是用藍光圍繞小的白熾燈泡散射。幾年前ও,用純硅碳(SiC)材料開發出首批“真正的藍光”L🅠ED,但其光效率不高。第二代器件是用鉀一氮化物材料,其光效率是第一代藍光LED的幾倍。現在藍樂LED所用的外延材料是銦-鉀-氮化物(InGaN)。在450nm~470nm發射波長范圍,InGaN LED光強是鉀-氮化物LED的5倍。