LED驱动电路设计仿真+文献综述(6)
假设流过LED的电流为IF、管压降为VF，则功率消耗为P=Vf×IF。当LED工作时，若外加偏压、偏流一定，则会促使PN结内的部分载流子复合发出光，还有一部分变为热能，使结温升高。若结温为Tj、外部环境温度为Ta，则当Tj>Ta时，内部热量借助管座向外传热，散逸热量(功率)，可表示为
(1.3)
(4)响应时间
响应时间是指输入正向电流后LED开始发光(上升)和熄灭(衰减)的时间。响应时间用于表征某一显示器跟踪外部信息变化的快慢。LED的上升时间随着电流的增大近似地按指数规律衰减。直接跃迁的材料(如GaAs-xPx)的响应时间仅为几纳秒，而间接跃迁材料(如GaP)的响应时间则是lOOns。
2.5 LED正向导通压降与颜色和电流的关系
图1.5 导通压降与颜色和电流的关系
如上图所示，为LED正向导通压降与颜色和电流的关系，在导通起始位置时，红光的典型正向压降约为2V，蓝光的典型正向压降约为3.5V[1]。
3 LED的驱动电路
3.1 LED驱动技术
原始电源有各种形式，但无论哪种电源，一般都不能直接给LED供电。因此，要用LED作照明光源就要解决电源变换问题。LED实际上是一个电流驱动的低电压单向导电器件，LED驱动应具有直流控制、高效率、PWM调光、过压保护、负载断开、小型尺寸以及简便易用等特点。给LED供电的电源必须注意以下事项：
(1)LED是单向导电器件，由于这个特点，就要用直流电流或者单向脉冲电流给LED供电。
(2)LED是一个具有PN结结构的半导体期间，具有势垒电势，这就形成了导通门限电压，加在LED上的电压值超过这个门限电压时LED才会充分导通。LED的门限电压一般在2.5V以上，正常工作时的管压降为34V。
(3)LED的电流-电压特性是非线性的，流过LED的电流在数值上等于供电电源的电动势减去LED的势垒电势后再除以回路的总电阻(电源内阻、引线电阻和LED体电阻之和)。因此，流过LED的电流和加在LED两端的电压是不成正比的。
(4)LED的PN结的温度系数为负，温度升高时LED的势垒电势降低。由于这个特点，所以LED不能直接用电压源供电，必须采用限流措施，否则随着LED工作时温度的升高，电流会越来越大，以至损坏LED。
(5)流过LED的电流和LED的光通量的比值也是非线性的。LED的光通量随着流过LED的电流增加而增加，但却不成正比，越到后来光通量增加得越少。因此，应该使LED在一个发光效率比较高的电流值下工作。
另外，LED也和其他光源一样，所能承受的电功率是有限的。如果加在LED上的电功率超过一定数值，LED也可能损坏。由于生产工艺和材料特性方面的差异，同型号的LED的势垒电势以及LED的内阻也不完全一样，这就导致LED工作时的管压降不一致，再加上LED势垒电势具有负的温度系数，因此，LED不能直接并联使用。
3.2 典型LED驱动电路的研究
理想的LED驱动方式是采用恒压、恒流方式，但驱动器的成本会增加。其实每种驱动方式均有优缺点，根据LED产品的要求、应用场合，合理选用LED驱动方式，精确设计驱动电源成为关键。