白色发光二极管的驱动方法及其驱动电路

崔世瑶

摘 要：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。

关键词：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。一个非常重要的内容就是，在其应用的过程中，其驱动程序的选择是比较严格的，精细要求驱动程序的使用，对于LED设备和器件的使用提出了比较高的要求。目前LED应用遍及电子学应用的几乎各个领域，其发光强度，光和色的处理以及通断控制的变化，由于预估性并不是非常准确，因此人们往往默认将LED驱动器成为1对1的伺服器件，白色发光二极管的家族因此而变得非常庞大。如果默认要提供非常稳定的恒电流和恒电压，那么在普遍的商业应用中，就变得更具有可行性，发光二极管的核心是IC的集成化应用，在构建不同种类的发光二极管应用方案是小到手机显示屏的背光，大到大型灯光驱动和室外的广告LED显示屏、LED大功率路灯等等，其驱动要求都是非常不同的，需要有专业的公司担当。

2.白色LED的驱动方式以及驱动电路类型的概述

由于白色LED半导体二极管，可以把电能转化为光能，而发光的二极管与普通的二极管一样，由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。这就要求其驱动电路和驱动线路的选择根据不同的细节而发生不同的变化。

2.1 并联连接驱动方法

白色LED并联连接驱动方法，要求白色LED驱动电路输出较大的电流，这就使其负载的电压相对较低，可以在白色LED照明器件的两端提供几乎相同的电压。白色LED的正向导通电压具有极强的离散性研究者认为当离散性更大的时候，如果采用全部等值的负载电阻，那么通过各个白色LED的电流将非常不一致。这就导致了每个白色的LED发出的亮度将会非常的不均匀，逐渐的改变负载电阻的电阻值。限流电阻R可用下式计算：

R=（E-UF）/IF

在逐个的改变负载电阻的电阻值之后，白色的LED发出的亮度将是一致的，这就达到了白色电源照明或者其他应用的需求，但是在实际应用的过程中，人们发现白色的LED发出的电量和亮度，如果想要达到尽可能的均匀，不太可能每一个逐个的改变负载电阻的阻值，这种改变方式相对是太过理想化的，并不很现实。因此，人们考虑使用稳压器的方式，也就是采用稳压式的驱动器，常见的有稳压式的开关电源电路，当其中一个白色的LED损坏或者断开的时候，驱动电路所输出的电流将逐渐的减小，这就不会影响其他的白色LED正常工作。在实际的应用过程中，人们发现采用这种并联连接驱动白色LED非常实用，而如果采用横流式的白色LED驱动电源，输出电流长期不变，分配给其他的白色LED电流逐渐增大之后，自然会损害所有的白色发光二极管。研究者总结为：采用功率型白色LED做并联负载，此时不能选用横流式的驱动电源，而应该选用并联连接驱动方式连接的电源。

2.2 串联连接驱动方式的电源

白色LED串联连接驱动，一般是使用白色LED驱动电路输出较高的电压，这样就可以保证白色发光二极管在驱动电路输出较高电压的时候，尽可能的分配一致性差别较大的电压，当分配在不同的白色发光二极管两端时，虽然经测量电压数有所不同，但是每个LED的电流都是相同的。通过每个LED的电流由于是接近相同的状态，因此，使得各个白色LED的电量亮度等等是一致的。在大型民用和商用的串联连接驱动白色发光二极管的方法中，人们考虑忽略白色LED正向導通电压的离散性。当通过白色LED的正向电流一致的时候，各个电流的白色发光二极管亮度是一致的。在实际的使用指向中，串联连接驱动采用横流式的白色发光二极管驱动电路，这样的串联回路，可以使得白色发光二极管发生短路时，驱动电路输出的电流保持恒定不变的状态，同样的不会影响到其他剩余的白色LED正常工作。研究者同样发现，在这种情况之下是不应该选择伟亚是驱动的，一般人们在这个时候不会使用阻容降压方式的电路，否则有可能使得驱动电路输出的电压保持横杠不变，分配在其他剩余白色LED两端的电压将持续升高，损坏余下的所有白色发光二极管。研究者总结为：当串联在一起的白色LED电路，使用正向导通电压时，白色LED正向导通电压可以采用齐纳管并联的方式来解决每个白色LED两端的供电驱动需求。

2.3 混联连接驱动方式的电源

采用串联和并聯相连接的方式，也就是目前最为常用的或连接的方式，这种驱动的方式能够更好的满足人们多元化的渠道需求。在实际使用的过程中，人们往往为了获得更加具有高亮度的照明效果，使用多个白色的二极管组成劣质的形式，这种劣质的形式能够具有更强的稳定性，变频驱动的方式和串联驱动的方式连接了所有的白色LED光源。白色LED的驱动电路具有较高的输出电压，采用串联驱动的方式将所有的发布二极管串联连接，白色发光二极管的驱动电路就可以提供非常强大而足够的输出电流。在实际使用的过程中，研究者发现，如果采用混连连接的方式来连接驱动的白色LED，可以解决电路成本突然增大的问题，也可以解决白色发光二极管使用数量被限制的问题。采用混合连接的形式，使得通过每一串每一颗白色，发光二极管的电流都可以相同，几乎可以做到99%程度的白色发光二极管亮度一致，通过每串白色发光二极管的电流类似性，使用稳定维亚的驱动方式来保证恒定电流的驱动方式。当白色LED断开之后，采用稳压式的驱动方法，将不会影响到其他的白色LED正常发光。使用分配在余下白色LED电压过程中，混合连接的方式来进行分组并联，就可以将每一种串联在一起，甚至可以满足大功率发光驱动的IC二极管发光需求。

3 结论

白色发光二极管驱动电路必须要与负载的连接选择白色发光二极管驱动电路的类型根据实际使用时的连接方式来确定。高亮度的白色发光二极管和大功率的驱动集成电路应用，是目前现代绿色发光和照明电源的首选，成为了很多电动车和汽车电子系统，通用照明系统选择优化新光源时的备选方案，新型驱动集成电路的问世，使得白色发光二极管的应用将会变得越来越广阔。

参考文献

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