超高亮LED的驅動功能與應用(圖)
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上傳人：admin 上傳時間： 2007-11-15 瀏覽次數： 585 |
發光二極管(Light Emitting Diode,LED)發明于20世紀60年代,它是利用半導體材料中的電子和空穴相互結合并釋放出能量,使得能量帶(Energy Gat,)位階改變,以發光顯示其所釋放出的能量.LED具有體積小、壽命長、驅動電壓低、耗電量低、反應速率快、耐震性佳等優點,被廣泛應用于信號指示、數碼顯示等領域.隨著技術的不斷進步,超高亮LED的研制得到了成功,尤其是白光LED的研制成功,使得它越來越多地用在彩燈裝飾、甚至照明領域.
1、超高亮LED的特點
與傳統的照明燈相比,超高亮LED具有如下優點:
1)壽命長,可靠耐用,維護費用極為低廉LED可連續使用105h,比普通白熾燈泡長100倍;
2)高效率現在已經可以達到201m/w．預計到2005年將達到501m/W[1],LED)的光譜幾乎全部集中于可見光頻段,其發光效率可達80%~90%,LED比節能燈還要節能1/4;
3) 色彩鮮艷,光色單純以12英寸的紅色交通信號燈為例,它采用低光效的140W白熾燈作為光源,所產生的2000lm的白光經紅色濾光片后,光損失90%,只剩下2001m的紅光,而在Lumileds Lighting公司采用18個紅色LED光源設計的燈中,包括電路損失在內,僅耗電14W,即可產生同樣的光效;
4)點亮速度快 汽車信號燈是LED光源應用的一個重要領域,由于LED響應速度快(ns級),在汽車上安裝高位LED剎車燈,可以減少汽車追尾事故的發生.
盡管超高亮LED具有許多優點,但目前仍存在下述缺點:
1)功率低市面上的單體LED功率一般在5W以下,還沒有出現更大功率的LED,這是目前LED難以成為照明首選的最大瓶頸;
2)需要嚴格控制溫度 LED是一種半導體材料,與普通二極管一樣具有PN結,由于高亮二極管的功率相對比較大,所以與功率半導體器件相同,需要考慮散熱問題,結溫過高會直接影響LED的壽命,并且會增大LED的光衰,情況嚴重的會將LED燒壞;
3)價格高除了功率低,價格是LED難以成為照明的主要因素,雖然LED目前已被大多數人認識,也被多數人看好,但其高昂的價格難以被消費者接受.
2、超高亮LED的特性
HPWA -xH00是Lumileds Lighting公司的一種超高亮LED,本文以它為例分析超高亮LED的特性.圖1為正向壓降(VF)和正向電流的(IF)關系曲線,由曲線可知,當正向電壓超過某個閾值(約2V),即通常所說的導通電壓之后,可近似認為,IF與VF成正比.表1是當前主要超高亮LED的電氣特性.由表1可知,當前超高亮LED的最高IF可達1A,而VF通常為3~4V.
由于LED的光特性通常都描述為電流的函數,而不是電壓的函數,光通量(φV)與IF的關系曲線如圖2所示,因此,采用恒流源驅動可以更好地控制亮度.此外,由表1可知LED的正向壓降變化范圍比較大(最大可達1V以上),而由圖1中的VF-IF曲線可知,VF的微小變化會引起較大的,IF變化,從而引起亮度的較大變化.所以,采用恒壓源驅動不能保證LED亮度的一致性,并且影響LED的可靠性、壽命和光衰.因此,超高亮LED通常采用恒流源驅動.
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