前言
照明伴隨著人類文明的發(fā)展已經有幾千年的歷程。從最原始的鉆木取火到種類繁多的各種光源，如白熾燈、鹵素燈、日光燈、節(jié)能燈、LED燈等等，照明產品不斷向著高效、節(jié)能、環(huán)保、高科技方向發(fā)展。LED的誕生和發(fā)展為人類照明提供了高質量、絢麗多彩的光環(huán)境。它被廣泛的應用于民用照明、工業(yè)照明、醫(yī)療照明、汽車照明等不同領域。隨著LED在各個領域的不同應用需求，LED驅動電路也在不斷進步和發(fā)展。本文針對LED和LED驅動電路設計作了相應的介紹、分析和展望。
LED 和傳統(tǒng)光源相比較的特點
相對于傳統(tǒng)光源，LED具有顯著的優(yōu)勢：
LED發(fā)光是由電能直接轉換成光的過程。比較起傳統(tǒng)光源，如白熾燈先由電能轉化為熱能，然后再由熱能轉化成光能的發(fā)光的發(fā)光過程，LED具有高光效，節(jié)能的優(yōu)勢，此外在適當?shù)尿寗訔l件下，LED燈具有壽命長等特點。
LED具有發(fā)光響應塊，光源造型多變，色彩控制靈活的優(yōu)點。
LED和傳統(tǒng)光源相比具有良好的低溫特性。
LED和傳統(tǒng)光源相比，不存在諸如水銀、鉛等環(huán)境污染物，因此更加綠色環(huán)保。
盡管LED比較起傳統(tǒng)光源具有名顯優(yōu)勢，但是目前LED燈成本較高，驅動電路設計、光學系統(tǒng)、機械設計比較復雜。
LED 發(fā)光原理
LED–Light Emitting Diode發(fā)光二極管，是一種能發(fā)光的半導體電子元件。LED發(fā)光是一種注入式電致發(fā)光。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結附近數(shù)微米內分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合，產生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。而光的波長決定了光的顏色。
發(fā)光波長：
式中：h—普朗克常數(shù)； c—光速；
—半導體的禁帶寬度。LED 發(fā)光原理如圖1所示：
圖1 LED 發(fā)光原理
LED 結構
LED基本機構包括LED芯片、電極、焊接線，以及構成LED整個封裝機械部件和光學部件如LED芯片支架、透鏡、硅膠、環(huán)氧樹脂、熒光粉等。
LED分為單芯片封裝，多芯片封裝產品。隨著科技的發(fā)展部分保護元件或部分LED驅動電路元件也和LED芯片一同封裝。
單芯片LED 基本結構如圖2，圖3所示：
圖2 SMD封裝 LED結構 圖3 插件封裝 LED結構
LED 主要參數(shù)
電參數(shù)
最大正向工作電流IF：是指LED正常工作情況下，允許加在LED的最大的正向電流值。
最大浪涌電流IFM：允許加在LED的最大的浪涌電流值。
正向工作電壓VF：是在給定的正向電流下得到的二極管正向工作電壓。
最大反向電壓VR：LED PN結所允許的最大反向電壓。
額定功率PD：允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流乘積的最大值。
光學參數(shù)
峰值發(fā)射波長
p：光譜輻射功率最大的值所對應的波長。光譜半波寬Δλ：峰值發(fā)射波長的輻射功率的1/2所對應兩波長的間隔。
光通量Φv：通過發(fā)光二極管的正向電流為規(guī)定值時，器件光學窗口發(fā)射的光通量。
光強：點光源在給定方向上，單位立體角內發(fā)出的光通量，單位坎德拉（Cd）。
半值角θ1/2和視角：θ1/2是指發(fā)光強度值為軸向強度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。半角值二倍為視角（半功率角）。
色度坐標x、y、z：1931CIE-XYZ系統(tǒng)，就是在RGB系統(tǒng)的基礎上，用數(shù)學方法，選用三個理想的原色來代替實際的三原色。從而將CIE-RGB系統(tǒng)中的光譜三刺激值
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和色度坐標r、g、b均變?yōu)檎怠?/p>顯色指數(shù)CRI：與標準的參考光源相比較，一個光源對物體顏色外貌所產生的效果。換句話說，CRI是一個光源與標準光源（例如日光）相比較下在顏色辨認方面的一種測量方式。
色溫TC（Color Temperature）：光源的光輻射所呈現(xiàn)的顏色與在某一溫度下黑體輻射的顏色相同時，稱黑體的溫度（TC）為光源的色溫度。
1234下一頁全文 本文導航第 1 頁：LED及其驅動電路設計基礎第 2 頁：常規(guī)特性曲線第 3 頁：LED電路連接方式第 4 頁：脈沖驅動
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