《電子技術(shù)應(yīng)用》
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利用LDO改善白光LED電流的匹配度
摘要: 在白光LED應(yīng)用中最明顯的問題是產(chǎn)品的匹配性差,,按照白光LED的典型規(guī)格,電流為20mA時正向電壓的最小值為3.0V,,典型值為3.5V,,最大值為4.0V,。顯然,穩(wěn)壓源不是合理的解決方案,。
關(guān)鍵詞: 偏置電壓 均方誤差 LDO 白光LED
Abstract:
Key words :

白光LED應(yīng)用中最明顯的問題是產(chǎn)品的匹配性差,,按照白光LED的典型規(guī)格,電流為20mA時正向電壓的最小值為3.0V,,典型值為3.5V,,最大值為4.0V。顯然,,穩(wěn)壓源不是合理的解決方案,。利用相同的電流驅(qū)動每只LED可以獲得均勻亮度,但成本很高,。大多數(shù)應(yīng)用只是簡單地利用固定偏置電壓和限流電阻來獲得近似匹配的白光LED亮度,,如圖1所示。

  圖1 利用固定偏置電壓和限流電阻驅(qū)動LED電路

  按照圖1設(shè)計的電路通??梢缘玫较喈?dāng)好的亮度匹配,,但對于大批量生產(chǎn)的白光LED,雖然同一批次的產(chǎn)品具有相當(dāng)一致的特征指標(biāo),,但不同批次之間的一致性較差,,這就需要對每一批次的白光LED進(jìn)行測試,,為其配置限流電阻,。如果存在多個白光LED由不同生產(chǎn)商生產(chǎn)的情況,則問題將更加嚴(yán)重,。下面選用了三個廠商生產(chǎn)的白光LED(分別用A,、B、C表示)按照如圖1所示電路進(jìn)行測試,,測試參數(shù)見表1,。標(biāo)號為A的白光LED為選自一級白光LED生產(chǎn)商的產(chǎn)品,標(biāo)號為B的白光LED為選自二級白光LED生產(chǎn)商的產(chǎn)品,,標(biāo)號為C的白光LED是從電子市場購買的白光LED,。從測試結(jié)果看,不同廠商生產(chǎn)的白光LED一致性較差,,與標(biāo)準(zhǔn)平均電流的偏差為3.27mA,。


  表1 不同廠商的白光LED的測試結(jié)果

  從表1中的“平均值”項可以看出,不同廠商提供的白光LED一致性較差,,A廠商提供的白光LED吸取電流最大(平均為24.6mA),,B廠商提供的白光LED吸取電流最小(平均為18.3mA),。不同廠商的白光LED在采用相同偏置電壓,、相同的限流電阻時的電流差別較大,,均方誤差為3.27mA。

  單獨調(diào)節(jié)每只白光LED的電流或至少對其中一只白光LED的電流進(jìn)行調(diào)節(jié),,可以提高不同廠商或同一廠商不同批次白光LED的一致性,,但這需要相當(dāng)昂貴的控制芯片。在對成本要求苛刻的產(chǎn)品中,,可以利用低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)改善白光LED的一致性,,而無須選擇阻值不同的限流電阻,具體電路如圖2所示,。在圖2中,,LDO工作在穩(wěn)壓穩(wěn)流模式下,它會根據(jù)一只白光LED的正向電壓的變化自動調(diào)節(jié)偏置電壓,。


  圖2 MAX8863的典型電路

  在如圖2所示電路中增加了一片低成本的LDO,,可自動調(diào)節(jié)偏置電壓,有效改善不同批次,、不同廠商白光LED的匹配度,。為考核圖26電路的性能,將上述A,、B,、C三種白光LED按照圖2電路進(jìn)行測試,測試結(jié)果如表2所示,。從表2可以看出:相同廠商白光LED電流的一致性略有下降,,所得結(jié)果為0.7mA(圖1所得結(jié)果為0.54mA),但不同廠商的白光LED電流的一致性得到了較大改善,,均方誤差由3.27mA降低至0.96mA,。

  如圖2所示電路需選擇帶有外部電壓調(diào)節(jié)引腳的LD0,如MAX8863,,其反饋門限為1.25V(USET),。選用SOT23封裝的LDO可提高系統(tǒng)的性價比,因為多數(shù)SOT23封裝的LDO帶有關(guān)斷控制,,從而省去了圖1電路中控制白光LED通斷或PWM亮度調(diào)節(jié)的N溝道MOSFET,。另外,LD0還具有較寬的輸入電壓范圍,,當(dāng)它與其他電路共用同-5V電源時可以提供較高的電源抑制比(PSRR),。

  表2 利用圖2電路測試三種不同廠商白光LED的結(jié)果

  圖3的電路是對圖2的電路進(jìn)行的改進(jìn),每只白光LED的電流為15mA,,適合便攜式電子設(shè)備的背光源要求,。MAX8863可以驅(qū)動8只白光LED,每只白光LED的電流為15mA。當(dāng)白光LED正向電壓較低或限流電阻的電流低于15mA時,,所允許的輸入電壓更低,。如圖3所示電路可給不同廠商、不同批次的白光LED提供較好的亮度匹配,。


  圖3 的改進(jìn)電路

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