附录 D ADC10采集显示程序(ADC10.c) 34
附录 E ADC10采集显示程序(LCD12864.h) 35
1 绪论
由于全球能源应用紧张和生活环境的每况日下,人们对环保的呼声越来越高,在这样的环境下,世界各国积极开展绿色照明。发光二极管(Light Emitting Diode)简称LED,是一种将电能转化为光能的半导体器件[2]。它的电源利用率高,非常节约能源;环境污染小,符合绿色可持续发展;耐劳损,使用寿命长。发展至今,颜色种类也多起来,颜色纯度有了很大的改善。它的优良性能使其跻身当今社会最具竞争力和发展潜能的领域之一,现在的应用范围也越来越宽,应用技术也在逐渐成熟中。然而,要充分体现LED的长处,必须根据应用场合来进行合理的驱动电路的设计。[3]
1.1 LED的 基本电气特性
(1)LED伏安特性。LED的本质是二极管,因此具有二极管的许多特性,包括单向导电特性,也就是当外加正向偏置电压时,LED表现为低电阻,反之为高电阻。所以LED只能支持直流电流或单项脉冲电流。其I-V特性曲线如图1.1。
图1.1 LED伏安特性曲线
其中,VA称为LED的开启电,它与构成LED的材料有关,如GaAs为1V,GaP为1.8V,GaN为2.5V。当电压在工作区内,其电流-电压关系为[5]:
(1.1)
式(1.1)中,IS为LED的正向饱和电流,UF为正向电压,IF为正向导通电流。
(2)发光强度。当电压小于开启电压时,LED电阻比较大,通过的电流几乎为零;当电压大于开启电压后,电流与电压成指数型上升,可以看出LED为电流控制型元件。下面是LED的发光强度与其正向导通电流的关系公式,其中K为比例系数。
(1.2)
当IF在小于10mA时,m取1.3~1.5;当IF大于10mA时,m=1。这时,式子(1.2)可以简化为:
(1.3)
图1.2 LED的电气特性曲线
根据图1.2 所示,在相同的正向电压下,A类和B类样本的正向导通电流有很大的偏差,因此,为了保证发光亮度的一致性,建议使用同种类型的LED。再单独观察A类或B类样本,同种LED在恒定电压的驱动下,其导通电流也是不一样的,外加正向电压的细小变动都会引起LED 的电流很大的变化,进而导致发光的亮度有偏差,如果应用场合要求的精度高,则要多注意此方面。根据以上的分析可以看出,如果采用恒压方式驱动LED,LED的亮度偏差会比较大,影响视觉美观,并且会损伤LED,使得系统的可靠性降低。但是,如果采用恒流式驱动,根据前面所说的: LED 的亮度通常用电流的函数来表示,则会提高LED发光亮度的控制精度,进而提高LED产品的性价比和竞争能力。
1.2 LED电源驱动器国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外近几年来, LED 驱动电源的研究偏向数字化控制[10]。以德州仪器(TI)、美国国家半导体(NS)、美信集成产品(MAXIN)、英国Zetex公司、飞思卡尔等为首的公司研制并生产了应用于不同情况下的LED驱动芯片。芯片性能优越,更新换代迅速,能基本满足市场需求。有的芯片留有外部接口,可以通过加载不同频率的方波来改变LED的输出电流。例如美信公司生产的MAX1916。 基于MSP430的高效LED驱动电路设计+电路图+源程序(2):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_20450.html