1996年,，日亞化學(xué)的中村氏發(fā)現(xiàn)藍光LED之后,，白光LED就被視為照明光源最具發(fā)展?jié)摿Φ慕M件，因此,，有關(guān)白光LED性能的改善與商品化應(yīng)用,，立即成為各國研究的焦點。目前,白光LED已經(jīng)分別應(yīng)用于公共場所的步道燈、汽車照明,、交通號志,、可攜式電子產(chǎn)品、液晶顯示器等領(lǐng)域,。由于白光LED還具備豐富的三原色色溫與高發(fā)光效率的特性,，一般認為非常適用于液晶顯示器的背光照明光源，因此,，各廠商陸續(xù)推出白光LED專用驅(qū)動電路與相關(guān)組件,。鑒于此，本文就LED專用驅(qū)動電路的特性與今后的發(fā)展動向進行簡單闡述,。
1 定電流驅(qū)動的理由
1.1 白光LED的光度以順向電流規(guī)范
白光LED的順向電壓通常被規(guī)范成20mA時,，最小為3.0V，最大為4.0V,，也就是若單純施加一定的順向電壓時,，順向電流會作大范圍的變化。
圖1是從A,、B兩家LED企業(yè)的產(chǎn)品中隨機取三種白光LED樣品進行順向電壓與順向電流特性檢測的結(jié)果,。根據(jù)檢測結(jié)果顯示，若利用3.4V順向電壓驅(qū)動上述六種白光LED時,，順向電流會在10~44mA范圍內(nèi)大幅變動,。表1為白光LED的電氣與光學(xué)特性。
LED驅(qū)動電路" src="http://files.chinaaet.com/images/2012/05/16/7c0ce52a-1b7e-4d1a-9ca6-5fd798ee7065.jpg" />
由于白光LED的光度與色度是以定電流方式量測的,，所以,，為獲得預(yù)期的亮度與色度，通常是用定電流驅(qū)動,。
1.2 避免順向電流超越容許電流值
為確保白光LED的可靠性,，基本上就是需要設(shè)法避免順向電流超過白光LED的絕對最大設(shè)計值(定格值)。
圖2中,，白光LED的定格最大順向電流為30mA,，隨著周圍溫度的上升，容許順向電流則持續(xù)衰減,，如果周圍溫度為50℃，通常順向電流就不能超過20mA,。此外,，利用定電壓的驅(qū)動方式不易控制流入LED的電流值，因此就無法維持LED的可靠性,。
2 白光LED的驅(qū)動方法
圖3是驅(qū)動白光LED常用的四種電源電路;圖4是上述六種隨機取樣白光LED穩(wěn)定后的ReguLation精度特性,。
圖4的測試結(jié)果顯示，ReguLator的負載特性出現(xiàn)在白光LED的VF角落上,，即圖中的交叉點就是各白光LED的穩(wěn)定動作點,。
2.1 使用電壓ReguLator的驅(qū)動方式
圖3(a)的電路分別使用可以控制LED電流的電壓ReguLator與BaLLast電阻,，這種電路的優(yōu)點是電壓ReguLator種類豐富，設(shè)計者可以選擇的自由度較大,，而且與電壓ReguLator,、LED的接點只有一點;缺點是BaLLast造成的電力損失會導(dǎo)致效率惡化。此外,，LED的順向電流也無法獲得精密控制,。
圖4(a)中可以看出，隨機取樣六個白光LED的順向電流,，從14.2mA到18.4mA分布范圍非常廣,，因此，A廠商LED的(平均值)順向電流高達2.0mA,。相比之下,，圖4(b)電路使用的ReguLator雖然有小型、低成本的優(yōu)點,，缺點是可能會無法滿足性能與可靠性的要求,，也就是說本電路的實用性相對較弱。
2.2 使用定電流輸出的電壓ReguLator驅(qū)動方式
圖3(b)的電路雖然可以使流入LED的所有電流穩(wěn)定化,，不過為了匹配(Matching)各LED的電氣特性,，電路中特別設(shè)置了一組BaLLast電阻。
圖3(b)中的MAX1910屬于定電流輸出型的電壓ReguLator,，雖然本電路使用同廠商,、同批號(Lot)的白光LED，獲得了極佳的匹配性,，不過,，在使用不同廠商與批號的LED時，就會出現(xiàn)很大的特性差異分布,。本電流Regu-Lator使用類似圖3(a)的方式控制驅(qū)動電流,，不過它卻可以使BaLLast電阻的消費電力降低一半左右。
圖4(b)的測試結(jié)果顯示,，流入六個隨機取樣白光LED的電流,，從15.4mA到19.6mA，變化范圍非常大,。因此,，A廠商與B廠商兩者的LED是以平均17.5mA的電流驅(qū)動。此電路的缺點是BaLLast電阻造成的電力損失有殘留之虞,，而且又無法獲得LED電流的匹配性;不過整體而言,，本電路兼具動作特性與簡潔性，所以具有相當(dāng)程度的使用價值。
2.3 使用輸出型的MuLti PuLL電流Regu-Lator的驅(qū)動方式
圖3(c)的電路可以使流入LED的電流各自穩(wěn)定化,，因此不需要使用BaLLast電阻,，電流的精度與匹配性ReguLator則由各自的電流ReguLator支配。
圖3(c)中的MAX1570 IC可以使上述電流ReguLation達成2%標準的電流精度,，與0.3%標準的電流匹配性等目標,。
由MAX1570 IC構(gòu)成的電流ReguLator為低Drop Out Type，因此它的動作效率非常高,。圖4(c)的測試結(jié)果顯示,，使用圖3(c)的驅(qū)動電路時，流入六個隨機取樣白光LED穩(wěn)定化的電流為17.5mA,。
雖然ReguLator與LED之間需要四個連接端子,，不過此電路不需要BaLLast電阻，所以可以有效抑制封裝面積,，因此非常適合應(yīng)用在封裝空間極為狹窄的小型液晶面板等領(lǐng)域,。
2.4 使用升壓型電流ReguLator驅(qū)動的方式
圖3(d)的電路是利用可以使電流穩(wěn)定化的電感(Inductor)，構(gòu)成所謂的高效率Step Up Converter,。本電路的最大特點是 Feed Back ThreshoLd電壓,，可以減少電流檢測用電阻的電力損失。此外,，LED采用串聯(lián)方式連接,，所以流入白光LED的電流即使是在各種要求下，都能夠與LED完全取得匹配,。
有關(guān)電流的精度基本上取決于Regu-Lator的Feed Back ThreshoLd精度,，因此不會受到LED順向電壓的影響。
由MAX1848與MAX1561 IC構(gòu)成的電流ReguLator的效率(PLED/PIN)分別是：三個LED+MAX1848,，87%;六個LED+MAX-1561,， 84%。
Step Up Converter的另一優(yōu)點是Regu-Lator與LED之間需要兩個連接端子,，而且LED的使用數(shù)量不會受到Step Up Converter種類的影響,，這意味著設(shè)計者會擁有更大的選擇空間。因此,，Step Up Converter廣泛應(yīng)用在各種尺寸的液晶面板;電路的缺點是電感外形高度,、組件成本偏高，有EMI輻射干擾,。
3 結(jié)束語
以上介紹了白光LED常用的驅(qū)動電路,，并通過實驗方式深入探討了各電路實際運行時的優(yōu)缺點和特性。由于LED結(jié)構(gòu)的限制,，因此會有波長與驅(qū)動電流精度不易控制等困擾，隨著白光LED背光模塊應(yīng)用需求的不斷增加，如何改善上述波長與電流精度問題,，同時降低驅(qū)動電路的制作成本,，成為必須克服的問題。