LED驱动电路设计仿真+文献综述(5)
随着全球经济的飞速发展，各行各业开始逐步趋向于引进节能环保的新技术新材料，LED作为一种新型的节能光源在全球都赢得了极高的投资热情和极大的关注。目前，已被广泛应用到交通、电信、医疗、基础设施建设等各个领域。
LED的应用离不开其所需的驱动控制电路，通过驱动电路来获得良好而平稳的电流，使LED显示更加均匀完备得满足各种场合的需求。
LED的正向伏安特性非常陡（正向动态电阻非常小），要给LED供电就会比较困难。和普通白炽灯可以直接用电压源供电不同，电压波动稍增，电流就会增大到将LED烧毁的程度。为了稳住LED 的工作电流，保证LED能正常可靠地工作，各种各样的LED驱动电路就应运而生。
2.3 LED的等效电路
LED可以被看成一个恒压负载，其电压降是取决于内部光子发射所需越过的能量势垒。能量势垒取决于发光颜色，所以电压降也由颜色决定。
可是并不是同一颜色的LED都具有相同的电压降，在生产过程中产生的差异使其波长也产生一定变化，因此就造成了电压降上的差异。最高波长的偏差带通常为10%。
LED温度的差别也会引起颜色的差异，从而造成电压降的差异。温度高时，电子更容易越过能量势垒。电压降会以每度2mv的比例随温度上升而减少。
由于半导体中存在与恒压负载串联的电阻，电压降会随着流经的电流值增大而上升。LED的等效串联电阻ESR与LED的电流等级大致成反比，因为LED的ESR也会受生产过程的影响，所以也会存在一定偏差。
图1.2 LED的等效原理图
如上图所示，稳压二极管被当作理想器件。而事实上，稳压二极管也有等效串联电阻ESR，其阻值比LED的大。由于稳压二极管的成本比大功率的LED低很多，且稳压二极管不会在工作过程中发出刺目的光线，在LED驱动电源的早期测试阶段，测试工程师往往会采用稳压二极管来代替LED用作负载。
2.4 LED的电学特性
(1)I-V特性
I-V特性是表征LED芯片PN结性能的主要参数。LED的I-V特性具有非线性和单向导电性，即外加正偏压表现为低电阻，反之为高电阻。如图2．2所示。
图1.3 I-V特性曲线
① 正向死区：(图oa或o’a’段)a点对于为开启电压，当V<Va，外加电场尚未克服少数载流子扩散而形成势垒电场，此时电阻R很大；开启电压对于不同LED其值小同，GaAs为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2．5V。
② 正向工作区：工作电流IF与外加电压呈指数关系：
(1.1)
式中Is为反向饱和电流。
在v>o时，的正向工作区，IF随VF指数上升
(1.2)
③ 反向死区：V<0时PN结加反向偏压时，反向漏电流IR(V=-5V)时，GaP为0V，GaN为10μA。
④ 反向击穿区：，VR称为反向击穿电压。与VR对应的电流IR为反向漏电流。当反向偏压一直增加到使时，IR将突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同。各种LED的反向击穿电压也不同。
(2)GV特性
LED的芯片有9milX9mil(228μm×228μm)、10mil×10mil(254mii×254mil)、11milX11mil(280μm×280pro)，12mil×l2mil(300μm×300μm)几种规格，故PN结的面积大小不一，使其结电容(零偏压)C≈n*pF。C-V特性里二次函数关系，如图所示。曲线是由1MHz交流信号用C-V特性测试仪测得。
图1.4 LED的C-V特性曲线
(3)允许功耗P