图2中,白光LED的定格最大顺向电流为30mA,随着周围温度的上升,容许顺向电流则持续衰减,如果周围温度为50℃,通常顺向电流就不能超过20mA。此外,利用定电压的驱动方式不易控制流入LED的电流值,因此就无法维持LED的可靠性。
2 、白光LED的驱动方法
图3是驱动白光LED常用的四种电源电路;图4是上述六种随机取样白光LED稳定后的ReguLation精度特性。
图4的测试结果显示,ReguLator的负载特性出现在白光LED的VF角落上,即图中的交叉点就是各白光LED的稳定动作点。
2.1 使用电压ReguLator的驱动方式
图3(a)的电路分别使用可以控制LED电流的电压ReguLator与BaLLast电阻,这种电路的优点是电压ReguLator种类丰富,设计者可以选择的自由度较大,而且与电压ReguLator、LED的接点只有一点;缺点是BaLLast造成的电力损失会导致效率恶化。此外,LED的顺向电流也无法获得精密控制。
2.3 使用输出型的MuLti PuLL电流Regu-Lator的驱动方式
图3(c)的电路可以使流入LED的电流各自稳定化,因此不需要使用BaLLast电阻,电流的精度与匹配性ReguLator则由各自的电流ReguLator支配。
图3(c)中的MAX1570 IC可以使上述电流ReguLation达成2%标准的电流精度,与0.3%标准的电流匹配性等目标。
由MAX1570 IC构成的电流ReguLator为低Drop Out Type,因此它的动作效率非常高。图4(c)的测试结果显示,使用图3(c)的驱动电路时,流入六个随机取样白光LED稳定化的电流为17.5mA。
虽然ReguLator与LED之间需要四个连接端子,不过此电路不需要BaLLast电阻,所以可以有效抑制封装面积,因此非常适合应用在封装空间极为狭窄的小型液晶面板等领域。
2.4 使用升压型电流ReguLator驱动的方式
图3(d)的电路是利用可以使电流稳定化的电感(Inductor),构成所谓的高效率Step Up Converter。本电路的最大特点是 Feed Back ThreshoLd电压,可以减少电流检测用电阻的电力损失。此外,LED采用串联方式连接,所以流入白光LED的电流即使是在各种要求下,都能够与LED完全取得匹配。
有关电流的精度基本上取决于Regu-Lator的Feed Back ThreshoLd精度,因此不会受到LED顺向电压的影响。
由MAX1848与MAX1561 IC构成的电流ReguLator的效率(PLED/PIN)分别是:三个LED+MAX1848,87%;六个LED+MAX-1561, 84%。
Step Up Converter的另一优点是Regu-Lator与LED之间需要两个连接端子,而且LED的使用数量不会受到Step Up Converter种类的影响,这意味着设计者会拥有更大的选择空间。因此,Step Up Converter广泛应用在各种尺寸的液晶面板;电路的缺点是电感外形高度、组件成本偏高,有EMI辐射干扰。
3、结束语
以上介绍了白光LED常用的驱动电路,并通过实验方式深入探讨了各电路实际运行时的优缺点和特性。由于LED结构的限制,因此会有波长与驱动电流精度不易控制等困扰,随着白光LED背光模块应用需求的不断增加,如何改善上述波长与电流精度问题,同时降低驱动电路的制作成本,成为必须克服的问题。
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