LED已在便携式设备的背光灯中确立了其不可动摇的地位。即使在大尺寸LCD面板的背光中,它也开始挑战主流CCFL。在照明方面,LED因其突出的功能(如节能,环保,使用寿命长和维护成本低)而特别受市场欢迎。驱动IC是LED至关重要的组成部分。无论是在照明,背光照明还是显示面板中,驱动电路技术架构的选择都必须与特定应用相对应。
LED照明机制如下:当向两端施加正向电压时,半导体中的少数载流子和多数载流子重新结合以释放多余的能量,从而释放出光子。LED驱动IC的主要功能是将交流电压转换成恒定的电源,并根据LED设备的要求匹配电压和电流。除安全需求外,LED驱动IC还必须包括其他两个基本功能:
首先,应尽可能保持恒定电流,因此输出电流变化能够保持在±10%的范围内,特别是当电源变化超过±15%的范围时。以下是使用LED作为显示器,其他照明设备或背光时使用恒定电流驱动器的原因:
1.为防止驱动电流超过最大速率,进一步影响其可靠性。
2.满足预期的亮度要求,并确保每个LED的颜色和亮度均匀性。
其次,驱动IC应保持低功耗,以使LED系统效率保持较高水平。
PWM(脉冲宽度修改)是一种传统的调光技术,它使用简单的数字脉冲不时地打开和关闭LED驱动器。该系统只需要提供宽窄的数字脉冲,即可轻松更改输出以调整LED亮度。优点是该技术能够通过易于应用提供高效率的高质量白光。但是有一个致命的缺点:它容易受到EMI(电磁干扰)的影响,有时甚至会产生可听见的噪音。
升压是LED驱动IC的一项重要任务,分为两种不同的拓扑模式,即通过电感器和电荷凸点的升压。由于LED是电流驱动的,并且电感器在电流传输时效率最高,因此通过电感器升压的最大优势在于高效率,如果设计合理,效率可以达到90%。但是,它的弱点也很明显,即很强的EMI,它对诸如手机之类的电信产品系统提出了很高的要求。随着电荷泵的出现,大多数手机无法通过电感器来提高电压。当然,通过电荷泵的升压效率低于其他方式。
无论在照明或背光应用中,产品设计人员都必须面对提高驱动器传输效率的问题。提高传输效率不仅有利于便携式产品延长待机时间,而且是解决LED散热问题的重要手段。在照明中,大功率LED的使用也强调了提高传输效率的问题。
LED在工作时需要电流和电压稳定组件,这些组件应具有高分压和低功耗的特性,否则,高效LED会因为工作功耗高而降低整体系统效率,这与节能和高功耗的原理背道而驰。效率。因此,主电流限制电路应使用高效的电路,例如电容,电感器或带电源的开关电路,因为可以确保LED系统的高效率,而不是电阻器或串联稳压电路。串联恒功率输出电路可以在很宽的电源范围内保持LED光输出恒定,但是普通的IC电路会损失一些效率。
目前,具有发光功效的LED远远不能替代三波段荧光灯,但LED灯可以在安全超低电压(SELV)下高效工作,例如游泳池或戏水池的水下灯,矿灯。此外,LED在直接使用绿色能源(如太阳能,风能或应急灯)方面具有独特的优势。特别是在调光方面,LED不仅实现了零到百分之一百的调节,而且在整个调节过程中都保持了高效率而又不损害耐用性,这对于气体放电灯来说是一项艰巨的任务。