4串15并Led反激电路工作原理？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-10-28 01:04 标签： led串并联与串联的电压与电流

白光LED作为光源时，要求发出稳定的白色，尤其是作为液晶屏的背光时，这样才能保证图像色彩的真实还原。在很多情况下，单颗白光LED亮度并不能满足需求，因此需要让多颗LED组成灯串进行工作。既然是多颗LED，由于元器件的离散性，其伏安特性曲线也就有所差异。笔者随机选择了多颗白光LED，将它们并联，即给每颗LED加上相同的电压，所得的电压、电流电压曲线如图14所示。以所加电压3.3V为例，此时各颗LED的正向电流并不相同，出现了2mA～5mA差异，这将产生白光色彩的变化，从而导致液晶屏色彩重现的失真。另外，正向电流的差异也会导致各只白光LED发光强度不同，因此造成背光不均匀。为了减小各只LED工作时的色差与亮度不均程度，白光LED应外设驱动电路，以便提供符合要求的输出电压，并给并联连接的LED（单只或灯串）提供相同电流。
在采用白光LED作为背光的设备中，要求其背光亮度既可进行手动调节，还可根据情况自动进行控制，如手机在短时待机时，在软件的控制下背光亮度会下降。无论是手控还是自动，均要求LED驱动电路能实现亮度调节功能。若采用改变流过LED电流的方法来调节亮度，虽然电路简单，但会造成白光色彩坐标的偏移。因此，在对白光纯净度要求较高的设备中，其亮度控制不采用调节LED正向电流的方法，而是采用脉宽调制PWM     脉宽调制方式是利用人眼的视觉暂留特性，实质是让LED交替工作在亮熄状态，这时人眼所看到的LED发光亮度与PWM信号的占空比成正比。在该方式中，LED发光时的正向电流并未改变，因此就不存在色彩坐标偏移的问题。为了不让人眼看出背光的闪烁，PWM亮度调节的频率应高于25Hz，一般选择为200Hz～300Hz。
    在具体的LED驱动电路中，PWM信号通常由微处理器或ADC电路提供，该信号加到LED驱动芯片的亮度调节端，例如：在LED驱动芯片MAX1916中，PWM信号加到MAX1916的①脚（EN端），如图15所示，当脉冲为高电平时，IC内部的LED控制器让场效应管导通，LED 1～LED3发光；当脉冲为低电平时，IC内部的场效管截止，流经LED1～LED3的漏电流约为1μA，LED1～LED3熄灭。若在一个周期内LED熄灭的时间较长，则看起来整个灯串的发光就较暗，反之则亮。
    单颗白光LED是指仅有一颗白光LED，或每一个LED支路中仅有一颗白光LED，这类连接多用于便携式液晶显示设备中，如手机、数码相机、PDA（掌上电脑）等。
在单颗白光LED的驱动中，首先考虑工作电压，既不能过低也不能过高。通常情况下，要让一颗白光LED工作，其供电电压不得低于3V，否则LED的亮度很低，甚至完全不亮。在便携式设备中，电源通常为锉离子电池，该电池在充满电后两端电压可达4.2V，随着电池继续放电，其两端电压值可能低于3.0V。若直接由铿离子电池供电，将存在以下问题：当电池充满电后，LED的实际工作电压已超出额定电压，虽能发光，但会大幅缩短LED寿命，同时各颗LED的发光强度与色彩也有较大差异；当电池电压低于3V后，LED发光强度大幅降低，同时白光色彩会出现明显失真。因此，在要求较高的便携式液晶显示设备中，不采用直接由铿离子电池给LED供电的方法，而是通过驱动电路向白光LED供电。下面以常用的MAX（美信公司）系列LED驱动芯片为例进行说明。

MAX1912是一款具有电流控制功能的LED驱动芯片，内部集成有高效的充电泵，将输入电压提升1.5倍或2倍，达到LED工作所需的电压。该芯片多用于低压（低于LED的正向导通电压）、供电的设备中，其驱动3颗并联LED的电路如图16所示。MAX1912的⑤脚（OUT端）具有60mA的电流输出能力；其⑩脚（SET）外接10Ω的电流检测电阻，IC内部电路则将SET端电压维持在200mV，这样流过各路LED的电流＝200mV/10Ω=20mA，从而确保流过各只LED的电流相等。
    若用MAX1912驱动额定电流为10mA的白光LED，则可在⑤脚外接6只并联的LED，且将每只LED的电流检测电阻阻值改为20Ω即可。
    如果电器的供电已高于白光LED正向电压，这时驱动电路就不需要升压功能，仅对白光LED进行恒流控制即可。图15所示MAX1916就属于这一类，在数码相机中用得较多。由于数码相机内部设有＋5V电源，且功率足够驱动几只白光LED，则其LED驱动电路非常简单，如图17所示。实际工作时，流过每只LED的电流基本相等，其误差小于0.3%。

    多颗白光LED是指每一个LED支路中有两颗或更多数量的白光LED串联，这类连接多用于高亮度的照明中，如大功率LED灯具、液晶屏的背光等。由多颗白光LED串联所形成支路常称为灯串。
在小屏幕手机或MP3、MP4中，常用MAX1848驱动3颗串联的白光LED，作为液晶屏背光源，其电路如图18所示。MAX1848是一款具有电流控制功能的升压型LED驱动芯片，输人电压为2.6V～5.5V，输出电压可高达13V。该芯片的⑦脚（CS）外接LED电流检测电阻；②脚（CTRL）为LED灯串的亮度调节端，流经LED灯串的正向电流正比于②脚的电压，这样通过②脚即可实现PWM亮度控制的功能。另外，当②脚电压低于0.1V时，芯片进人关机模式。
    在实际实用中，若需要数十颗甚至数百颗LED时，其连接关系主要有三大类：
    该方式是指将所有的LED全部串联，形成一个灯串，其连接简图如图19所示。
    这一方式优点是能保证流过每颗LED的电流一致，缺点是在LED数量较多时，需要驱动电路输出较高电压，并且还存在一颗LED开路导致整个支路失效（所有LED均不亮）的状况。
    这种连接关系是先串联后并联，即先将LED分组串联，形成多个灯串，然后再将这些灯串并联起来（该方式常简称为串并方式），其连接简图如图20所示。
    采用这种连接方式的优点是不需要驱动电路输出很高电压，例如：某台32英寸LED液晶彩电，共有144颗LED（每只LED的电压为3V），若按前一种方式全部串联起来，则要求LED驱动电路输出电压为432V；若采用36颗串联后再4路并联，则LED驱动电路输出电压为108V。

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