自从前几年白光LED的诞生以来,白光LED的应用一直在稳步发展。
与荧光灯相比,具有使用简单,成本低廉的优点。
与白炽灯相比,它可以提供接近白色的光。
因此,近年来其消费量呈现稳定增长的趋势,并被广泛用于手持产品中。
用作手电筒,显示器背光源等。
当然,在实际应用中,白光LED要解决一些技术问题。
发光二极管(LED)在各种照明设备中的应用正在稳步增加,例如手持产品中的手电筒,显示器背光等。
与白炽灯相比,它们提供了真正的白光,并且功耗更低。
与荧光灯相比,它们更易于使用。
批量使用时,白色LED的一致性很差。
即使使用不同的LED,使用低成本线性稳压器(LDO)也可以改善其匹配度。
选择白光LED时最明显的问题是产品匹配性差。
根据白色LED的典型规格,当电流为20mA时,最小正向电压为3.0V,典型值为3.5V,最大值为4.0V。
显然,稳压电源不是一个合理的解决方案。
使用相同的电流驱动每个LED可以实现均匀的亮度,但是成本很高。
在许多应用中,只需使用固定偏置电压和镇流电阻来驱动LED,如图1所示。
图1.大多数应用仅使用固定偏置电压(在此示例中为5V)和镇流电阻(在此示例中为75Ω)以获得近似匹配的白色LED亮度。
根据图1设计电路通常可以获得相当好的亮度匹配。
但是对于批量生产用户而言,同一批次的产品具有相当一致的特性,但是批次之间的一致性很差。
这需要测试每一批新的LED并使用镇流电阻器对其进行配置。
如果有多个LED供应商,问题将更加严重。
为了详细描述上述问题,我们从三个制造商(以A,B和C表示)中选择了LED,并根据图1所示的电路进行了以下测试:标有A的LED是从第一个LED中选择的:级别的白光LED供应商,标记为B的LED选自二级白光LED供应商,标记为C的LED是从电子配件市场购买的廉价LED。
测试结果显示在表1中。
表1.为了评估图1中电路的生产能力,我们测试了来自三个不同制造商的白光LED。
从测试结果来看,不同品牌的LED的一致性很差,与标准平均电流的偏差为3.27mA。
从表1可以看出,同一制造商的LED具有更好的匹配特性,尤其是来自大型供应商的LED(A和B LED)。
不出所料,来自供应商C的不同封装的LED一致性很差。
这三个制造商的LED电流的平均均方误差为0.54mA。
从“平均值”可以得出:表1中的“列”栏可以看出,不同制造商提供的LED的一致性很差。
制造商A提供的LED消耗最大电流(平均24.6mA),制造商B提供的LED消耗最小电流(平均18.3mA)。
。
当来自不同制造商的白光LED使用相同的偏置电压和相同的镇流电阻时,电流差异会很大,并且均方误差为3.27mA。
单独地调节每个LED的电流或调节至少一个LED的电流可以提高不同制造商或来自同一制造商的不同批次的LED的一致性,但是这需要相当昂贵的芯片。
在对成本有严格要求的产品中,可以使用低压差线性稳压器(LDO)来提高LED的一致性,而无需选择具有不同电阻值的镇流电阻器。
具体电路如图2所示。
在该图中,LDO以稳压恒定电流模式工作,并根据LED正向电压的变化自动调整偏置电压。
图2.添加低成本LDO以获得自动可调的偏置电压可以有效改善不同批次和制造商的白光LED的匹配度。
为了评估图2的电路性能,我们根据图2的电路连接测试了上述A,B和C三个LED。
测试结果如表2所示。
可以从表2计算得出:同一制造商的LED电流的一致性略有降低(图2中获得的结果为0.77mA,图1中获得的结果为0.54mA),但是LED的一致性