不同应用场合下LED的驱动方式简析

LED是发光二极管( Light Emitting Diode, LED)的简称，也被称作发光二极管，这种半导体组件发展以来一般是作为指示灯、显示板，但目前随着技术增加，已经能作为光源使用，它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长达数万小时～10 万小时的使用寿命，同时具备不若传统灯泡易碎，并能省电，同时拥有环保无汞、体积小、可应用在低温环境、光源具方向性、造成光害少与色域丰富等优点。

1、非照明应用场合下LED驱动方式

早期LED主要应用在仪器仪表、交通信号灯等上面，充当指示灯的作用。在这几种非照明应用场合下，LED工作的最简单方法是把电压源通过一个串联电阻加到LED上。只要工作电压(VB)保持恒定，LED会发射恒定强度的光(虽然光强随环境温度增高会减弱)。可以根据要求改变电阻值来变化光强。

图1示出5mm直径标准LED的正向电压(VF)与正向电流(IF)的关系。注意，跨接在LED上的压降随正向电流增加。假定单个绿光LED在5V恒定工作电压下具有10mA正向电流，则串联电阻器KV=(5V-VF,10mA)/10mA=300W。

图1标准红光、绿光和黄光LED的正向电压(范围1.4V~2.6V)与正向电流的关系

如图2所示，典型工作条件下数据手册给出正向电压是2V。像这种商用二极管是用镓-砷化物-磷化物制造的。大多数的设计工作师了解和容易处理它们，这种LED具有如下特点：

发射的彩光(发射波长)在正向电流、工作电压和环境温度变化时能相对保持恒定。标准绿光LED发射波长为565nm左右，容差只有25nm。因此，几个这样的LED并联工作(图3)不会成问题。其色差是很小的。正向电压的正常变化会导致光强略有变化，但这种差别也是较小的。通常，可以忽略来自同一厂家和同一批号的LED的差别。

在正向电流接近10mA时正向电压随正向电流有小的变化。红光LED变化大约200mV，其他LED变化400mV左右(见图1)。

在正向电流低于10mA时，其正向电压比蓝光或白光LED小很多，这样可直接用Li 电池或一个3节NiMH电池对它们供电。

因此，在早期充当指示灯应用的场合中，标准LED工作的供电成本是相当低的。在LED工作电压大于其最大正向电压时不需要升压变换器或复杂昂贵的电流源。只要应用允许随电池放电所导致光强减弱的容限，LED甚至可直接工作在Li 或3节NiMH电池。

图2串联电阻器和恒压源为LED工作提供一种简单方法

图3并联工作的几个红光、黄光、绿光LED配置