LED工作时,较好的驱动方法是什么方法?
上面已经简单分析了LED的正向电流IF对LED电、光、热参数的影响,从中可以看出,LED是一种电流型控制的半导体发光器件,控制好它的IF,也就是控制好了它的电学、光学、热学等参数。
对于电流型控制的半导体器件,常用的驱动(又称偏置)方法是用恒流偏置,即用恒流电源作LED的IF供电。恒流电源是什么?恒流源是一种内阻为无限大的电源,为说明它的恒流特性,我们先从图90 — 1 的原理图谈起。
图中,当LED的VF已知时,在电源U确定时,流过LED的正向电流为:
IF =(U—VF)/ R (90—1)
对(90-1)求△U的导数:△IF / △U = 1 / R
△IF = △U / R
一个电路在电源电压U发生△U变化时,则从(90—2)知,仅当R→∞时,△IF→0,△IF=0,这可用图90 —2的等效电路和图90 —3的恒流源V—I特性来表示。
从图90—3可看出,在>U1,<U2的区间中,电流Iconst保持恒定,图中,U1为起始电压,U2为最高工作电压。在U2—U1范围内,为恒流工作区,当然这是理想的情况,实际上,任何实际电源,在有限范围内,内阻不可能为无限大,只要电源内阻远大于LED的动态电阻,就可以近似地认为IF恒定。
图90—4示出一个实际的恒流电路原理图。图中A为运算放大器,其电压增益在105 ~ 106 之间,利用其二输入端间电位差近似为零的“虚地”特性,可以认为过LED的电流IF可以表示为Vi=IF•Rs
IF=Vi/Rs (90 — 3)
例如:当Vi=1V时,欲使IF =20mA,只要在图90—4中满足Rs = Vi / IF = 1V / 20mA = 50Ω即可。
显然,只要Vi和RS恒定,流过LED的电流就不会变化。假定运放电压增益AO = 106,LED的VF≈3V,则图90—4中C和D二个输入端间的电压差V∑可以又下式求得:
V∑=VO/ AO =(VF + IF•Rs)/ AO=(VF+VS)/AO =(3+1)/106 ≈ 5μV
IF恒流的精度为:△IF = 5μV / Rs = 5μV / 50Ω = 0.5μA
误差:ε= 0.5μA / 20mA×100% = 0.000025%,几乎可以忽略不计。