技術(shù)全攻略.工程師必備手冊

名目

一、LED進(jìn)展史

二、LED的分類

三、LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)原理

四、LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)技巧

五、LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)參考案例及選型指導(dǎo)

六、LED散熱解決方案

七、LED產(chǎn)業(yè)鏈廠商大全

八、設(shè)計(jì)參考資料索引

LED進(jìn)展史

1907年HenryJosephRound第一次在一塊碳化硅里觀看到電致發(fā)光

現(xiàn)象。由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實(shí)際應(yīng)用；更難處在于碳化硅與電

致發(fā)光不能專門好的適應(yīng)，研究被摒棄了。

二十年代晚期BernhardGudden和RobertWichard在德國使用從鋅硫化

物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光。再一次因發(fā)光暗淡而停止。

1936年,GeorgeDestiau出版了一個(gè)關(guān)于硫化鋅粉末發(fā)射光的報(bào)告。隨著電

流的應(yīng)用和廣泛的認(rèn)識(shí)，最終顯現(xiàn)了“電致發(fā)光”那個(gè)術(shù)語。二十世紀(jì)5

0年代，英國科學(xué)家在電致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)中使用半導(dǎo)體碑化錢發(fā)明了第一個(gè)

具有現(xiàn)代意義的LED,并于60年代面世。據(jù)講在早期試驗(yàn)中，LED需要

放置在液化氮里，更需要進(jìn)一步的操作與突破以便能高效率的在室溫下工

作。第一個(gè)商用LED僅僅只能發(fā)出不可視的紅外光，但迅速應(yīng)用于感應(yīng)

與光電領(lǐng)域。60年代末，在神化錢基體上使用磷化物發(fā)明了第一個(gè)可見的

紅光LED。磷化錢的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生

出橙色的光。

到70年代中期，磷化錢被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。LE

D采納雙層磷化錢蕊片（一個(gè)紅色另一個(gè)是綠色）能夠發(fā)出黃色光。就在

現(xiàn)在，俄國科學(xué)家利用金剛砂制造動(dòng)身出黃光的LEDo盡管它不如歐洲的

LED高效。但在70年代末，它能發(fā)出純綠色的光。

80年代早期到中期對碑化錢磷化鋁的使用使得第一代高亮度的LED的

產(chǎn)生，先是紅色，接著確實(shí)是黃色，最后為綠色。到20世紀(jì)90年代早

期，采納錮鋁磷化錢生產(chǎn)出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。第一個(gè)有歷

史意義的藍(lán)光LED也顯現(xiàn)在90年代早期，再一次利用金鋼砂一早期的

半導(dǎo)體光源的障礙物。依當(dāng)今的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)去衡量，它與俄國往常的黃光L

ED一樣源暗淡。

90年代中期，顯現(xiàn)了超亮度的氮化錢LED,趕忙又制造出能產(chǎn)生高強(qiáng)度

的綠光和藍(lán)光錮氮錢Ledo超亮度藍(lán)光蕊片是白光LED的核心，在那個(gè)

發(fā)光蕊片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過吸取來自蕊片上的藍(lán)色光源再轉(zhuǎn)

化為白光。確實(shí)是利用這種技術(shù)制造出任何可見顏色的光。今天在LED

市場上就能看到生產(chǎn)出來的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。有科學(xué)思想的

讀者到現(xiàn)在可能會(huì)意識(shí)到LED的進(jìn)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長而曲折的歷史過

程。事實(shí)上，最近開發(fā)的LED不僅能發(fā)射出純紫外光而且能發(fā)射出真實(shí)

的“黑色”紫外光。那么LED進(jìn)展史到低能走多遠(yuǎn)，不得而知。也許某

天就能開發(fā)出能發(fā)X射線的LED。早期的LED只能應(yīng)用于指示燈、早

期的運(yùn)算器顯示屏和數(shù)碼手表。而現(xiàn)在開始顯現(xiàn)在超亮度的領(lǐng)域。將會(huì)在

接下的一段時(shí)刻連續(xù)下去。

LED的分類

常見LED的分類

1.按發(fā)光管發(fā)光顏色分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、

藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。按照發(fā)光

二極管出光處摻或不摻散射劑、有色依舊無色，上述各種顏色的發(fā)光二極

管還可分成有色透亮、無色透亮、有色散射和無色散射四種類型。散射型

發(fā)光二極管不適合做指示燈用。

2.按發(fā)光管出光面特點(diǎn)分為圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面

安裝用微型管等。

圓形燈按直徑分為62mm、64.4mm、65mm、68mm、4）10mm及62

0mm等。國外通常把e3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把e5mm的記作

T-1（3/4）；把[4.4mm的記作T-1（1/4）[6-8]□

由半值角大小能夠估量圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情形。從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來

分有三類：

1）高指向性。一樣為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。

半值角為5。?20°或更小，具有專門高的指向性，可作局部照明光源用，

或與光檢出器聯(lián)用以組成自動(dòng)檢測系統(tǒng)。

2）標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為20。?45°。

3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°?90°或更大，散射

劑的量較大。

3.按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)

氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。

4.按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有一般亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度小于lOmcd）；

超高亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度大于lOOmcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10-lOOmed

間的叫高亮度發(fā)光二極管。一樣LED的工作電流在十幾mA至幾十mA,

而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與一般發(fā)光管相同）。

白光LED介紹

白光LED的合成途徑大體上有2條路能夠走，第一條是RGB,也確

實(shí)是紅光LED+綠光LED+藍(lán)光LED,LED走RGB合成白光的這種方法要

緊的咨詢題是綠光的轉(zhuǎn)換效率底，現(xiàn)在紅綠藍(lán)LED轉(zhuǎn)換效率分不達(dá)到3

0%,10%和25%,白光流明效率能夠達(dá)到601m/wo

通過進(jìn)一步提升藍(lán)綠光LED的流明效率，則白光流明效率可達(dá)到2001m/

wo由于合成白光所要求的色溫順顯色指數(shù)不同，對合成白光的各色LED

流明效率有不同的。隨著白光LED的深配色、白平穩(wěn)：

入進(jìn)展，人們期望用作照明光源的白光LED的光譜、色品坐標(biāo)、顯色性

及有關(guān)色溫等均能滿足國際CIE和我國的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，否則應(yīng)認(rèn)為不合格。

我們對有關(guān)色溫80004000K白光LED的光色特性及其與正向電流的關(guān)

系進(jìn)行了總結(jié)。長期以來，低色溫(<4000K)、高顯色性的白光LED按照

當(dāng)前主流方案InGaN藍(lán)色LED芯片和ce”激活的稀土石榴石黃色熒光

體組合的方案實(shí)現(xiàn)難度大，成為人們攻關(guān)的難題。因?yàn)辄S色熒光體的發(fā)射

光譜中缺少紅成份。故目前大多數(shù)報(bào)告限于有關(guān)5000K以上的高色溫白光

LED的工作。

盡管白光LED已有商品，但缺少低色溫白光LED。5000K以上的高色

溫商品，顯色性差，難以滿足市場，目前，由藍(lán)色芯片和熒光體組合的低

色溫白光LED的報(bào)告極少。因此，不管從學(xué)術(shù)上研究，依舊應(yīng)用需要，進(jìn)

展低色溫(<4000K)高顯色性白光LED具有重要意義。

第二條路是LED+不同色光熒光粉：第一個(gè)方法是用紫外或紫光LED+RGB

熒光粉來合成LED,這種工作原理和日光燈是類似的，然而比日光燈的性

能要優(yōu)越，其中紫光LED的轉(zhuǎn)換系數(shù)可達(dá)80%,各色熒光粉的量子轉(zhuǎn)換效

率能夠達(dá)到90%,還有一個(gè)方法是用藍(lán)光LED+紅綠熒光粉，藍(lán)光LED效

率60%,熒光粉效率70%；還有是藍(lán)光LED+黃色熒光粉來構(gòu)成白光。

兩種途徑相比較之下，RGB三色LED合成白光綜合性能好，在高顯色指數(shù)

下，流明效率有可能高到2001m/w,要解決的要緊技術(shù)難題是提升綠光LE

D的電光轉(zhuǎn)換效率，目前只有13%左右，同時(shí)成本高。

R、G、B三基色組成

白色是紅綠藍(lán)三基色按亮度比例混合而成，當(dāng)光線中綠色的亮度為69%,

紅色的亮度為21%,藍(lán)色的亮度為10%時(shí)，混色后人眼感受到的是純白色。

但LED紅綠藍(lán)三色的色品坐標(biāo)因工藝過程等緣故無法達(dá)到全色譜的成效，

而操縱原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱為配色。當(dāng)為全彩色L

ED顯示屏進(jìn)行配色前，為了達(dá)到最佳亮度和最低的成本，應(yīng)盡量選擇三原

色發(fā)光強(qiáng)度成大致為3:6:1比例的LED器件組成像素。白平穩(wěn)要求三種原

色在相同的調(diào)配值下合成的仍舊為純正的白色。

原色、基色：

原色指能合成各種顏色的差不多顏色。色光中的原色為紅、綠、藍(lán)，色度

圖中的三個(gè)頂點(diǎn)為理想的原色波長。如果原色有偏差，則可合成顏色的區(qū)

域會(huì)減小，光譜表中的三角形會(huì)縮小，從視覺角度來看，色彩不僅會(huì)有偏

差，豐富程度減少，見下圖。

LED發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光線按照其不同波長特性可大致分為紫紅、純紅、

橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、純綠、翠綠、藍(lán)綠、純藍(lán)、藍(lán)紫等，橙紅、

黃綠、藍(lán)紫色較純紅、純綠、純藍(lán)價(jià)格上廉價(jià)專門多。三個(gè)原色中綠色最

為重要，因?yàn)榫G色占據(jù)了白色中69%的亮度，且處于色彩橫向排列表的中

心。因此在權(quán)衡顏色的純度和價(jià)格兩者之間的關(guān)系時(shí)，綠色是著重考慮的

對象。

大功率LED封裝結(jié)構(gòu)

隨著半導(dǎo)體材料和封裝工藝的提升,LED的光通量和出光效率逐步提升，從

而使固體光源成為可能，已廣泛應(yīng)用于交通燈、汽車照明、廣告牌等專門照

明領(lǐng)域，同時(shí)逐步向一般照明領(lǐng)域過渡，被公認(rèn)為有望取代白熾燈、熒光燈

的第四代光源。

不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ED光源提出更高要求，除了對LED出光效率、光色有不

同的要求，而且對出光角度、光強(qiáng)分布有不同的要求。這不但需要上游芯片

廠開發(fā)新半導(dǎo)體材料，提升芯片制作工藝，設(shè)計(jì)出滿足要求的芯片，而且對

下游封裝廠提出更高要求，設(shè)計(jì)出滿足一定光強(qiáng)分的封裝結(jié)構(gòu)，提升LED

外部的光利用率。

目前封裝多種多樣，封裝將隨著今后的進(jìn)展，持續(xù)改進(jìn)和迎合實(shí)際需要，

為LED今后在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)原理

超高亮LED的特性

下圖為正向壓降（VF）和正向電流的（IF）關(guān)系曲線，由曲線可知，當(dāng)正向電壓

超過某個(gè)閾值（約2V）,即通常所講的導(dǎo)通電壓之后，可近似認(rèn)為，IF與

VF成正比。見表是當(dāng)前要緊超高亮LED的電氣特性。由表可知，當(dāng)前超

高亮LED的最高IF可達(dá)1A,而VF通常為2?4V。

由于LED的光特性通常都描述為電流的函數(shù)，而不是電壓的函數(shù)，光通

量（＜i）V）與IF的關(guān)系曲線，因此，采納恒流源驅(qū)動(dòng)能夠更好地操縱亮度。

此外，LED的正向壓降變化范疇比較大（最大可達(dá)IV以上），而由上圖中

的VF-IF曲線可知，VF的微小變化會(huì)引起較大的，IF變化，從而引起亮

度的較大變化。因此，采納恒壓源驅(qū)動(dòng)不能保證LED亮度的一致性，同時(shí)

阻礙LED的可靠性、壽命和光衰。因此，超高亮LED通常采納恒流源驅(qū)

動(dòng)。

下圖是LED的溫度與光通量（＜i）V）關(guān)系曲線，由下圖可知光通量與溫度成

反比，852時(shí)的光通量是25℃時(shí)的一半，而一4（TC時(shí)刻輸出是252時(shí)的

1.8倍。溫度的變化對LFD的波長也有一定的阻礙，因此，良好的散熱

是LED保持恒定亮度的保證。

下圖是LED的溫度與光通量關(guān)系曲線。

一樣LED驅(qū)動(dòng)電路介紹

由于受到LED功率水平的限制，通常需同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED以滿足亮度需

求，因此，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路來點(diǎn)亮LED。下面簡要介紹LED概念型

驅(qū)動(dòng)電路。

阻限流電路

如下圖所示，電阻限流驅(qū)動(dòng)電路是最簡單的驅(qū)動(dòng)電路，限流電阻按下式運(yùn)

算。

式中：

Vin為電路的輸入電壓：

VF為IED的正向電流；

VF為LED在正向電流為，IF時(shí)的壓降；

VD為防反二極管的壓降（可選）；

y為每串LED的數(shù)目；

x為并聯(lián)LED的串?dāng)?shù)。

由上圖可得LED的線性化數(shù)學(xué)模型為

式中：

Vo為單個(gè)LED的開通壓降；

Rs為單個(gè)LED的線性化等效串聯(lián)電阻。

則上式限流電阻的運(yùn)算可寫為

當(dāng)電阻選定后，電阻限流電路的IF與VF的關(guān)系為

由上式可知電阻限流電路簡單，然而，在輸入電壓波動(dòng)時(shí)，通過LED的

電流也會(huì)跟隨變化，因此調(diào)劑性能差。另外，由于電阻R的接人缺失的功

率為xRIF,因此效率低。

線性調(diào)劑器介紹

線性調(diào)劑器的核心是利用工作于線性區(qū)的功率三極管或MOSFFET作為

一動(dòng)態(tài)可調(diào)電阻來操縱負(fù)載。線性調(diào)劑器有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種。

下圖a所示為并聯(lián)型線性調(diào)劑器又稱為分流調(diào)劑器（圖中僅畫出了一個(gè)L

ED,實(shí)際上負(fù)載能夠是多個(gè)LED串聯(lián)，下同），它與LED并聯(lián)，當(dāng)輸入

電壓增大或者LED減少時(shí)，通過分流調(diào)劑器的電流將會(huì)增大，這將會(huì)增

大限流電阻上的壓降，以使通過LED的電流保持恒定。

由于分流調(diào)劑器需要串聯(lián)一個(gè)電阻，因此效率不高，同時(shí)在輸入電壓變化

范疇比較寬的情形下專門難做到恒定的調(diào)劑。

下圖b所示為串聯(lián)型調(diào)劑器，當(dāng)輸入電壓增大時(shí)，調(diào)劑動(dòng)態(tài)電阻增大，以

保持LED上的電壓(電流)恒定。

由于功率三極管或MOSFET管都有一個(gè)飽和導(dǎo)通電壓，因此，輸入的最

小電壓必須大于該飽和電壓與負(fù)載電壓之和，電路才能正確地工作。

開關(guān)調(diào)劑器介紹

上述驅(qū)動(dòng)技術(shù)不但受輸入電壓范疇的限制，而且效率低。在用于低功率的

一般LED驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于電流只有幾個(gè)mA,因此損耗不明顯，當(dāng)用作電

流有幾百mA甚至更高的高亮LED的驅(qū)動(dòng)時(shí)，功率電路的損耗就成了比

較嚴(yán)峻的咨詢題。開關(guān)電源是目前能量變換中效率最高的，能夠達(dá)到90%

以上。Buek、Boost和Buck-Boost等功率變換器都能夠用于LED的驅(qū)動(dòng),

只是為

了滿足LED的恒流驅(qū)動(dòng)，采納檢測輸出電流而不是檢測輸出電壓進(jìn)行反

饋操縱。

下圖⑶為采納Buck變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路，與傳統(tǒng)的Buek變換

器不同，開關(guān)管S移到電感L的后面，使得S源極接地，從而方便了

S的驅(qū)動(dòng)，LED與L串聯(lián)，而續(xù)流二極管D與該串聯(lián)電路反并聯(lián)，該驅(qū)

動(dòng)電路不但簡單而且不需要輸出濾波電容，降低了成本。然而，Buck變換

器是降壓變換器，不適用于輸入電壓低或者多個(gè)LED串聯(lián)的場合。

上圖(b)為采納Boost變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路，通過電感儲(chǔ)能將輸出電壓

泵至比輸入電壓更高的期望值，實(shí)現(xiàn)在低輸入電壓下對LED的驅(qū)動(dòng)。優(yōu)

點(diǎn)是如此的驅(qū)動(dòng)IC輸出能夠并聯(lián)使用，有效的提升單顆LED功率。

上圖(c)為采納Buck—Boost變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路。與Buek電路相

似，該電路S的源極能夠直截了當(dāng)接地，從而方便了S的驅(qū)動(dòng)。Boost

和Buck-Boosl變換器盡管比Buck變換器多一個(gè)電容，然而，它們都能夠

提升輸出電壓的絕對值，因此，在輸入電壓低，同時(shí)需要驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED

時(shí)應(yīng)用較多。

PWM調(diào)光知識(shí)介紹

在手機(jī)及其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，白光LED越來越多地被使用作為顯示

屏的背光源。近來，許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)者期望白光LED的光亮度在不同的應(yīng)

用場合能夠作相應(yīng)的變化。這就意味著，白光LED的驅(qū)動(dòng)器應(yīng)能夠支持

LED光亮度的調(diào)劑功能。目前調(diào)光技術(shù)要緊有三種：PWM調(diào)光、模擬調(diào)

光、以及數(shù)字調(diào)光。市場上專門多驅(qū)動(dòng)器都能夠支持其中的一種或多種調(diào)

光技術(shù)。本文

將介紹這三種調(diào)光技術(shù)的各自特點(diǎn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者能夠按照具體的要求選擇

相應(yīng)的技術(shù)。

PWMDimming（脈寬調(diào)制）調(diào)光方式——這是一種利用簡單的數(shù)字脈沖，

反復(fù)開關(guān)白光LED驅(qū)動(dòng)器的調(diào)光技術(shù)。應(yīng)用者的系統(tǒng)只需要提供寬、窄不

同的數(shù)字式脈沖，即可簡單地實(shí)現(xiàn)改變輸出電流，從而調(diào)劑白光LED的

亮度。PWM調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)在于能夠提供高質(zhì)量的白光，以及應(yīng)用簡單，效率

高！例如在手機(jī)的系統(tǒng)中，利用一個(gè)專用PWM接口能夠簡單的產(chǎn)生任意

占空比的脈沖信號(hào)，該信號(hào)通過一個(gè)電阻，連接到驅(qū)動(dòng)器的EN接口。多

數(shù)廠商的驅(qū)動(dòng)器都支持PWM調(diào)光。

然而，PWM調(diào)光有其劣勢。要緊反映在：PWM調(diào)光專門容易使得白光

LED的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲（audiblenoise,或者microphoni

cnoise）o那個(gè)噪聲是如何產(chǎn)生？通常白光LED驅(qū)動(dòng)器都屬于開關(guān)電源器

件（buck、boost、chargepump等），其開關(guān)頻率都在1MHz左右，因此

在驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用中是可不能產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。然而當(dāng)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)

行PWM

調(diào)光的時(shí)候，如果PWM信號(hào)的頻率正好落在200Hz至I]20kHz之間，白

光LED驅(qū)動(dòng)器周圍的電感和輸出電容就會(huì)產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。因此

設(shè)計(jì)時(shí)要幸免使用20kHz以下低頻段。

我們都明白，一個(gè)低頻的開關(guān)信號(hào)作用于一般的繞線電感（wirewindingc

oil),會(huì)使得電感中的線圈之間互相產(chǎn)生氣械振動(dòng)，該機(jī)械振動(dòng)的頻率正好

落在上述頻率，電感發(fā)出的噪音就能夠被人耳聽見。電感產(chǎn)生了一部分噪

聲，另一部分來自輸出電容。現(xiàn)在越來越多的手機(jī)設(shè)計(jì)者采納陶瓷電容作

為驅(qū)動(dòng)器的輸出電容。陶瓷電容具有壓電特性，這就意味著：當(dāng)一個(gè)低頻

電壓紋波信號(hào)作用于輸出電容，電容就會(huì)發(fā)出吱吱的蜂鳴聲。當(dāng)PWM信

號(hào)為低時(shí)，白光LED驅(qū)動(dòng)器停止工作，輸出電容通過白光LED和下端的

電阻進(jìn)行放電。因此在PWM調(diào)光時(shí)，輸出電容不可幸免的產(chǎn)生專門大的

紋波。總之，為了幸免PWM調(diào)光時(shí)可聽得見的噪聲，白光LED驅(qū)動(dòng)器

應(yīng)該能夠提供超出人耳可聽見范疇的調(diào)光頻率！

有關(guān)于PWM調(diào)光，如果能夠改變RS的電阻值，同樣能夠改變流過白光

LED的電流，從而變化LED的光亮度。我們稱這種技術(shù)為模擬調(diào)光。

模擬調(diào)光最大的優(yōu)勢是它幸免了由于調(diào)光時(shí)所產(chǎn)生的噪聲。在采納模擬調(diào)

光的技術(shù)時(shí)，LED的正向?qū)▔航禃?huì)隨著LED電流的減小而降低，使得

白光LED的能耗也有所降低。然而區(qū)不于PWM調(diào)光技術(shù)，在模擬調(diào)光

時(shí)白光LED驅(qū)動(dòng)器始終處于工作模式，同時(shí)驅(qū)動(dòng)器的電能轉(zhuǎn)換效率隨著

輸出電流減小而急速下降。因此，采納模擬調(diào)光技術(shù)往往會(huì)增大整個(gè)系統(tǒng)

的能耗。

模擬調(diào)光技術(shù)還有個(gè)缺點(diǎn)在于發(fā)光質(zhì)量。由于它直截了當(dāng)改變白光LED

的電流，使得白光LED的白光質(zhì)量也發(fā)生了變化！

除了PWM調(diào)光，模擬調(diào)光，目前有些產(chǎn)商的驅(qū)動(dòng)器支持?jǐn)?shù)字調(diào)光。具備

數(shù)字調(diào)光技術(shù)的白光LED驅(qū)動(dòng)器會(huì)有相應(yīng)的數(shù)字接口。該數(shù)字接口能夠是

SMB、I2C、或者是單線式數(shù)字接口。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者只要按照具體的通信協(xié)

議，給驅(qū)動(dòng)器一串?dāng)?shù)字信號(hào)，就能夠使得白光LED的光亮發(fā)生變化。

LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)技巧

LED串并聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式參考設(shè)計(jì)

LED因其VF值特性緣故做不到相同，隨著溫度及電流大小也有些VF

值也會(huì)發(fā)生變化，一樣不適合并聯(lián)設(shè)計(jì)。然而有些情形又不得不并聯(lián)解決

多顆LED驅(qū)動(dòng)成本咨詢題，這些設(shè)計(jì)能夠?yàn)榇蠡飪鹤鲂﹨⒖肌?/p>

注意需要VF值分檔，同檔VF值的LED盡量使用在同一產(chǎn)品上面，產(chǎn)

品能夠保證誤差電流在1mA之內(nèi)、LED相對工作恒流狀態(tài)。

下圖采納集成三極管能夠保持每路LED電流一致，這些三極管在相

同溫度環(huán)境下、相同工藝條件生產(chǎn)出來的B值一樣，能夠保證每路電流

差不多一樣。恒流部分在要求不是專門高的條件下能夠如此設(shè)計(jì)，穩(wěn)固的

電壓或穩(wěn)固的PWM伏值驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓后的三極管偏壓，做到差不多恒流。

下圖采納精度較高的IC做恒流參考源，R能夠設(shè)定IC輸出電流，一經(jīng)

確定R阻值能夠使用固定電阻代替。多三極管集成器件的使用能夠減少I

C的使用數(shù)量，從而減低設(shè)計(jì)產(chǎn)品成本。

線性大功率LED恒流輸出能夠并聯(lián)使用，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中我們往往找不到

較大電流的驅(qū)動(dòng)IC,一樣2A以上就專門少見，標(biāo)稱2A的IC也不一定

能夠極限使用。大于1A的IC工藝成本的緣故MOS管差不多上外置，

外置MOS管線路復(fù)雜，可靠性減低。并聯(lián)使用是有效的設(shè)計(jì)方法。

下圖采納DD312并聯(lián)參考設(shè)計(jì)直截了當(dāng)驅(qū)動(dòng)3顆6WLED。使能PWM

操縱信號(hào)需要適當(dāng)?shù)母綦x，免相互干擾和驅(qū)動(dòng)能力咨詢題。EN使能電壓

要符合規(guī)格書要求，不要電壓太高損壞EN腳。一樣IC耐壓是指負(fù)載和

電源，沒有注明鼓舞電壓請不要大于5V設(shè)計(jì)。

像這種檢測在LED的一端LED恒流驅(qū)動(dòng)IC也能夠并聯(lián)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)，實(shí)際

上IC是單獨(dú)工作的，最后在并流一起。DC-DC方式是工作在較高的頻率

上，需要注意的是PCB布板時(shí)幸免交叉設(shè)計(jì)，各自濾波、旁路電容要緊靠

IC鄰近，負(fù)載電流最后會(huì)和即可。

因此能夠2并，也能夠3并或多并聯(lián)設(shè)計(jì)，只是要提醒多試之！

LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)參考案例及選型指導(dǎo)

大功率LED溫度愛護(hù)參考設(shè)計(jì)

最佳的溫度愛護(hù)居里點(diǎn)溫度應(yīng)該是80-90℃o最高環(huán)境溫度，夏天4

0℃,在夏日光暴曬50℃,5(KC為最高環(huán)境溫度，一樣大功率LED結(jié)溫

度在120=是能夠承擔(dān)的，芯片到鋁基板的熱阻，規(guī)格書一樣舉薦10-15℃,

那LED基板要保證在120-15=1059。保留溫差取50—1052中間值77.

5℃,一樣電子元器件工作溫度在852是可靠的，772是符合那個(gè)原則。

建議772開始啟動(dòng)愛護(hù)，852前大幅度的減低電流，9(TC完全完成產(chǎn)

品溫度愛護(hù)功能。選者居里點(diǎn)在852左右的熱敏電阻能夠設(shè)計(jì)出理想電

路。

下圖用點(diǎn)晶公司DD3U和DD312做參考設(shè)計(jì)。

手機(jī)LED應(yīng)用設(shè)計(jì)

德州儀器的TPS61150/1產(chǎn)品是一款具備雙穩(wěn)壓電流輸出的白光LED驅(qū)

動(dòng)器，能夠驅(qū)動(dòng)翻蓋手機(jī)中用于主顯示屏與副顯示屏LCD背光照明的白

光LED。同時(shí)，該器件的雙通道輸出也可驅(qū)動(dòng)顯示屏與鍵區(qū)的背光照明，

其在單個(gè)較大顯示屏上可驅(qū)動(dòng)多達(dá)12個(gè)白光LEDoPS61150/1無需外部

有源電源組件的支持，即可實(shí)現(xiàn)較高的效率與設(shè)計(jì)靈活性。

美信MAX1553/MAX1554高效率，升壓到40V為2至U10白色L

ED的轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)。應(yīng)用于小LCD屏和按鍵區(qū)域背光照明。MAX1553/MA

X1554能夠以恒定電流驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的白色LED,為蜂窩電話、PDA及其它

手持設(shè)備提供高效的顯示器背光驅(qū)動(dòng)。這款升壓轉(zhuǎn)換器內(nèi)部包含一個(gè)0V、

低RDSON的N溝道MOSFET開關(guān)，可提升效率、延長電池壽命。MA

X1553限流為480mA,可驅(qū)動(dòng)2至6只白色LED；MAX1554限流為

970mA,可驅(qū)動(dòng)多達(dá)10只白色LED。一個(gè)模擬/PWMDualModeTM輸

人提供了兩種簡便的亮度調(diào)劑方式，單獨(dú)的使能輸入提供開/關(guān)操縱。軟啟

動(dòng)可降低啟動(dòng)過程中的浪涌電流。MAX1553/MAX1554采納節(jié)約空間的

8引腳TDFN3mmx3mm封裝。

美信MAX1576480mA白色LEDlx/1.5x/2x電荷泵式從背光照亮

到照相機(jī)閃光燈應(yīng)用。

MAX1576電荷泵能夠以高達(dá)480mA的總電流驅(qū)動(dòng)兩組、每組四個(gè)LED。

關(guān)于閃耀狀態(tài)的LED組，承諾每個(gè)LED電流達(dá)到100mA的電流。每組

LED具有獨(dú)立的電流設(shè)置、脈沖亮度調(diào)劑和2線亮度操縱。利用自適應(yīng)

開關(guān)，在單節(jié)鋰電池的整個(gè)放電過程中平均效率能夠達(dá)到83%o

關(guān)于使用LED閃光燈的數(shù)碼照相機(jī)，MAX1576是理想選擇。

LM27964有I2C的獨(dú)立操縱的，多按鍵區(qū)域背光指示應(yīng)用IC。LM2796

4芯片還內(nèi)置I!C兼容接口，采納鋰電池供電,其輸入電壓為2.7?5.5V。這

三款白光發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器采納雙增益結(jié)構(gòu)，可讓穩(wěn)壓器因情形選擇適當(dāng)?shù)?/p>

輸入/輸出電壓增益，適用于移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、便攜式電子游戲機(jī)及

MP3媒體播放器。

LP3954電話LED指示包括展覽背光、RGB、按鍵區(qū)和照相機(jī)閃光等

應(yīng)用。

LP3954背光發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器能夠操縱手持式電子產(chǎn)品發(fā)出的各種不同

的燈光，最適用于移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)、電子游戲機(jī)及MP3播放機(jī)。

LP3954的燈光治理單元采納小巧的microSMD封裝，內(nèi)含兩個(gè)背光驅(qū)動(dòng)

器、一個(gè)雙組裝紅綠藍(lán)光發(fā)光二極管操縱器、一個(gè)閃燈發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器

及一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，以上電路全部集成在這顆單芯片之內(nèi)。在這些內(nèi)置

的電路之中，高度集成的磁力升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)高電流負(fù)載，

其優(yōu)點(diǎn)是適用于電池電壓范疇，而且效率極高。

LP3954芯片是專門治理便攜式系統(tǒng)燈光的治理單元，能夠驅(qū)動(dòng)兩組各自獨(dú)

立操縱的白光發(fā)光二極管背光系統(tǒng)，分不為主及副顯示屏幕提供背光。部

分便攜式系統(tǒng)可能只有一個(gè)加大的顯示屏幕，在這種情形下，各單元能夠

聚攏一起，一同驅(qū)動(dòng)高達(dá)6個(gè)發(fā)光二極管。此外，這兩個(gè)背光驅(qū)動(dòng)器除了

能夠調(diào)劑所有發(fā)光二極管，以確保亮度平均之外，還設(shè)有自動(dòng)調(diào)劑光暗的

功能。

飛兆半導(dǎo)體FAN5611/12/13/14PDA/MP3等低端LED背光源應(yīng)用I

CoFAN5613是FAIRCHILD公司生產(chǎn)的低壓差白色LED驅(qū)動(dòng)器，能并聯(lián)

驅(qū)動(dòng)4個(gè)白色LED。要緊特點(diǎn):壓差小于300mV；4個(gè)并聯(lián)的LED電

流匹配，差值＜±3%；無需外圍元件來匹配4個(gè)LED的均流；每個(gè)LED

最大電流可達(dá)40mA；有EN端可實(shí)現(xiàn)關(guān)閉，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)耗電＜1PA；同時(shí)

可輸入PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)LED的亮度調(diào)劑；小尺寸8管腳SC-70封裝；

工作溫度-40~+85。g飛兆半導(dǎo)體FAN5609三態(tài)泵式背光源驅(qū)動(dòng)(4X20m

A)80mAPDA、DSC、MP3PlayersFAN5609驅(qū)動(dòng)器如何在LED之間提

供電流匹配，而無需使用限流電阻。唯獨(dú)缺點(diǎn)是每個(gè)LED都需要連接到驅(qū)

動(dòng)器。并非所有并聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)器都需要升壓電路。白光LED需要的正

向電壓相對較高。最新的技術(shù)趨勢是將該電壓降低-低于3Vo

LED大屏幕參考設(shè)計(jì)

LED顯示屏進(jìn)展經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：

1.1990年往常LED顯示屏的成長形成時(shí)期。一方面，受LED材料器件

的限制，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏操縱技

術(shù)差不多上是通訊操縱方式，客觀上阻礙了顯示成效。這一時(shí)期的LED

顯示屏在國外應(yīng)用較廣，國內(nèi)專門少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，操縱方

式為通訊操縱，灰度等級(jí)為單點(diǎn)4級(jí)調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。

2.1990-1995年，這一時(shí)期是LED顯示屏迅速進(jìn)展的時(shí)期。進(jìn)入九十年

代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長，信息技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域持續(xù)突破，LED顯示屏在

LED材料和操縱技術(shù)方面也持續(xù)顯現(xiàn)新的成果。藍(lán)色LED晶片研制成

功，全彩色LED顯示屏進(jìn)入市場；電子運(yùn)算機(jī)及微電子領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展,

在顯示屏操縱技術(shù)領(lǐng)域顯現(xiàn)了視頻操縱技術(shù)，顯示屏灰度等級(jí)實(shí)現(xiàn)16級(jí)

灰度和64級(jí)灰度調(diào)灰，顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示成效大大提升。這一時(shí)期，LE

D顯示屏在我國進(jìn)展速專門迅速，從初期的幾空企業(yè)、年產(chǎn)值幾千萬元進(jìn)

展到幾十家企業(yè)、年產(chǎn)值幾億元，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及金融證券、體育、機(jī)

場、鐵路、車站、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領(lǐng)域，專門是19

93年證券股票業(yè)的進(jìn)展更引發(fā)了LED顯示屏市場的大幅增長。LED顯示

屏平板顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品局面差不多形成，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的

高科技產(chǎn)業(yè)。

3.1995年以來，LED顯示屏的進(jìn)展進(jìn)入一個(gè)總體穩(wěn)步提升產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整

完善的時(shí)期。1995年以來，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)內(nèi)部競爭加劇，形成了許多中

小企業(yè)，產(chǎn)品價(jià)格大幅回落，應(yīng)用領(lǐng)域更為寬敞，產(chǎn)品在質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化等

方面顯現(xiàn)了一系列新的咨詢題，有關(guān)部門對LED顯示屏的進(jìn)展予以重視

并開展了適當(dāng)?shù)囊?guī)范和引導(dǎo)，目前這方面的工作正在逐步深化。

LED屏幕現(xiàn)狀

2006年度銷售億元以上企業(yè)

?上海三思科技進(jìn)展有限公司

?南京洛普股份有限公司

?南京漢德森電子有限公司

?北京利亞得電子科技有限公司

?北京世紀(jì)澄通電子有限公司

?惠州德賽光電科技有限公司

?京東方智能顯示技術(shù)有限公司

?深圳市銳拓顯示技術(shù)有限公司

?深圳市藍(lán)普科技有限公司

?深圳市普耐光電科技有限公司

?深圳聯(lián)創(chuàng)健和光電有限公司

2006年，行業(yè)內(nèi)的骨干企業(yè)在持續(xù)進(jìn)展和提升。惠州德賽：產(chǎn)能提升，成

為國LED顯示屏產(chǎn)品出口的要緊加工基地；北京世紀(jì)澄通:基礎(chǔ)建設(shè)，形

成LED顯示屏專業(yè)加工生產(chǎn)能力，躍升行業(yè)前列；深圳銳拓、深圳藍(lán)普、

深圳鈞多利集團(tuán)等企業(yè):在LED器件、顯示產(chǎn)品等方面綜合進(jìn)展，成為了

業(yè)內(nèi)頗具規(guī)模的LED顯示應(yīng)用產(chǎn)品供應(yīng)商；上海信茂完成了轉(zhuǎn)制和結(jié)構(gòu)

調(diào)整，為以后進(jìn)展奠定了基礎(chǔ)；西安青松、南京洛普、同州電子、南京漢

德森等企業(yè):在LED

顯示屏業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，拓展其他顯示產(chǎn)品或系統(tǒng)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)，形成了連續(xù)

進(jìn)展的基礎(chǔ)。

16位恒流IC的由來：雙色屏要緊是以顯示文字為主，單片機(jī)掃描比

較方便，由于LED數(shù)量的增加，為了節(jié)約資源，引用74HC595移位掃描。

為了更適合LED的應(yīng)用在此基礎(chǔ)上整合了恒流電流設(shè)定功能，更符合需

求及成本需要又封裝出16位器件，被目前全彩屏廣泛采納。

目前全球有80%的LED大屏幕生產(chǎn)在中國大陸，LED大屏幕驅(qū)動(dòng)主

流IC要緊有聚積、點(diǎn)晶、東芝、TI等。另外還有些廠家的IC和用74

HC595生產(chǎn)的LED屏幕企業(yè)，這部分恒流IC每年在大陸的銷售額大致

在3億多元。

按照IC數(shù)量結(jié)合不同的掃描方式，大致運(yùn)算出LED這部分大屏幕

產(chǎn)值在150億元左右。要緊的代表IC有以下幾款：

聚積MBI5026,點(diǎn)晶DM13C、東芝TB62726、德州儀器TLC5921o

LED的操縱系統(tǒng)通常由主控箱、掃描板和顯控裝置三大部分組成。主

控箱從運(yùn)算機(jī)的顯示卡中獵取一屏象素的各色亮度數(shù)據(jù)，然后重新分配給若

干塊掃描板，每塊掃描板負(fù)責(zé)操縱LED屏上的若干行（列），而每一行（列）

上LED的顯控信號(hào)則用串行的方式傳送。目前有兩種串行傳送顯示操縱

信號(hào)的方式：一種是掃描板上集中操縱各象素點(diǎn)灰度，掃描板今后自操縱

箱的各行象素的亮度值進(jìn)行分解（即脈寬調(diào)制），然后將各行LED的開通信

號(hào)以脈沖形式（點(diǎn)亮為1,不亮為0）按行用串行方式傳輸?shù)较鄳?yīng)的LED

上，操縱其是否點(diǎn)亮。這種方式使用器件較少，但串行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較大,

因?yàn)樵谝粋€(gè)重復(fù)點(diǎn)亮的周期內(nèi)，每個(gè)象素在16級(jí)灰度下需要16個(gè)脈沖,

在256級(jí)灰度下需要256個(gè)脈沖，由于器件工作頻率限制，一樣只能使

LED屏做到16級(jí)灰度。

另一種方法是掃描板串行傳輸?shù)膬?nèi)容不是每個(gè)LED的開關(guān)信號(hào)而是

一個(gè)8位二進(jìn)制的亮度值。每個(gè)LED都有一個(gè)自己的脈寬調(diào)制器來操縱

點(diǎn)亮?xí)r刻。如此，在一個(gè)重復(fù)點(diǎn)亮的周期內(nèi)，每個(gè)象素點(diǎn)在16級(jí)灰度下

只需要4個(gè)脈沖，256級(jí)灰度下只需8個(gè)脈沖，大大降低了串行傳輸頻

率。用這種分散操縱LED灰度的方法能夠?qū)ｉT方便地實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度操

縱。

一樣LED大屏幕低頻如何會(huì)閃耀，是由于，LED本身不具有余輝效

應(yīng)的特性，因此采納傳統(tǒng)的恒流源脈沖調(diào)寬操縱灰度的LED屏的刷新率

必須大于120Hz才能實(shí)現(xiàn)無閃耀的圖像顯示。如此就需要對灰度數(shù)據(jù)較低

的輸八幀頻的圖像信號(hào)進(jìn)行增頻刷新，其結(jié)果造成刷新數(shù)據(jù)顯現(xiàn)了極大冗

余度，井增加了LED驅(qū)動(dòng)板的硬件開銷。

目前市場上多采納南京德普達(dá)科技實(shí)業(yè)有限公司和深圳靈星雨科技進(jìn)

展有限公司操縱系統(tǒng)

較多。詳細(xì)資料能夠到上述公司網(wǎng)站查看或咨詢。

異形屏幕和級(jí)聯(lián)式燈飾操縱設(shè)計(jì)方式

異形屏幕靈活的點(diǎn)間距和靈活的設(shè)計(jì)越來越多的受到廣泛的采納，能把它

制作成我們心目中任意想像的形狀，大能夠裝飾幾十層樓整棟大廈,小的能

夠顯示金字招牌。能夠避讓窗戶、樓臺(tái)等不需要裝飾的任何地點(diǎn)；遠(yuǎn)距離

觀看，例如海岸、江河對岸觀看；大型燈飾廣場裝飾等。較成熟的操縱方

式目前有北京中慶微電子公司和常州銀港數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司等操縱方式產(chǎn)品。

目前能夠支持這種設(shè)計(jì)的IC有以下幾款：

北京中慶微電子公司ZQL9712

該芯片是專門為LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的芯片。采納了先進(jìn)的CMOS工藝，具

有低功耗的優(yōu)點(diǎn)。ZQL9712芯片能夠應(yīng)用于LED顯示系統(tǒng)，特比適合多

離散點(diǎn)的級(jí)連應(yīng)用。ZQL9712提供了3個(gè)大電流驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)電流最大

為30mA。

ZQL9712芯片包括串行移位寄存器和輸出寄存器。經(jīng)串行移位寄存器，串

移輸入轉(zhuǎn)為3bit并

行輸出，并把該輸出作為輸出寄存器的輸入。串移寄存器和輸出寄存

器由不同的時(shí)鐘信號(hào)操縱，同時(shí)差不多上在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿有效。ZQL9

712將操縱信號(hào)驅(qū)動(dòng)后輸出，該輸出可作為后級(jí)電路的輸入信號(hào)。

杭州士蘭微電子公司SC16722

SC16722是專門為LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的芯片，采納先進(jìn)的CMOS工藝，具有低

功耗的優(yōu)點(diǎn)。電路所有的輸入和輸出均有內(nèi)部線路愛護(hù)功能，以減少由于

靜電感應(yīng)應(yīng)而損壞器件的可能性，具有高抗噪音和驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力。

常州銀港數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司SD600

SD600是一款先進(jìn)的單芯片LED調(diào)光操縱芯片，使用兩根線實(shí)現(xiàn)操縱電路

的同步通信，使芯片的級(jí)聯(lián)更加方便與靈活。SD600支持3路PWM調(diào)光，

灰度等級(jí)為256,采納高速同步通信接口，數(shù)據(jù)速率高達(dá)10Mbps,SOP10

封裝，最多能操縱2048個(gè)像素。

深圳彩拓科技有限公司LPD6803

LPD680是專門為LED燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)芯片，CMOS工藝，提供三

路恒流和灰度輸出，專門適合離散的多灰階全彩燈光系統(tǒng)。

臺(tái)灣點(diǎn)晶科技股份有限公司DM412

DM412是一顆具脈波寬度調(diào)制（PWM）輸出及使能操縱的LED驅(qū)動(dòng)芯片，

專為LED照明，裝飾，大屏顯示等應(yīng)用而設(shè)計(jì)。每一輸出通道皆可輸出高達(dá)

16比特（65,536級(jí)）灰階的可調(diào)線性電流。芯片內(nèi)含移位緩存器，數(shù)據(jù)鎖

存，三通道恒流驅(qū)動(dòng)器（電流值可由相對應(yīng)的三個(gè)外掛

電阻調(diào)控），以及做PWM功能之用的內(nèi)建震蕩器。數(shù)據(jù)，時(shí)鐘，與鎖存訊號(hào)

輸出端均內(nèi)建緩

沖，支持長串接應(yīng)用。內(nèi)建LED開路偵測功能可關(guān)心使用者找出LED

開路的具體位置，無

需加上任何外圍組件。專門的「輸出端極性反轉(zhuǎn)功能」使DM412亦能用

做FPWM訊號(hào)產(chǎn)生

器」，可與大功率LED驅(qū)動(dòng)器（DD311/2/3）搭配，以實(shí)現(xiàn)大功率LED之6

5,536級(jí)灰階的顏

色變化。

芯片特色

最大恒流輸出：200mA（由三個(gè)外掛電阻分不操縱）

最大輸出承擔(dān)電壓：17V

最大串行輸入時(shí)鐘頻率：20MHz

線性可調(diào)電流輸出：65,536級(jí)PWM灰階

數(shù)據(jù)/時(shí)鐘/鎖存訊號(hào)輸出端均內(nèi)建緩沖，支持長串接應(yīng)用

具PWM自由運(yùn)行能力（內(nèi)置振蕩器可達(dá)17.5MHz,產(chǎn)生畫面刷新率達(dá)

267Hz）

鎖存信號(hào)輸入方式可設(shè)定為自動(dòng)/手動(dòng)鎖存

LED開路偵測功能

輸出端極性反轉(zhuǎn)功能

芯片工作電壓：3.3V~5.5V

應(yīng)用

LED裝飾與照明、戶內(nèi)/外LED視頻/訊息顯示屏、PWM信號(hào)產(chǎn)生器

封裝

S0P16,SS0P16,TSS0P16（帶散熱片）

高壓驅(qū)動(dòng)部分選型

Supertex是LED高壓恒流驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)導(dǎo)者，是目前推出最多的高壓LED恒

流直驅(qū)IC企業(yè)之一，

有持續(xù)推出新品及改進(jìn)版本顯現(xiàn)，滿足市場持續(xù)增長的需求。HV9910是

目前市場上高壓部

分使用最多的IC之一。

這款靈活簡單的LED驅(qū)動(dòng)器IC效率超過93%,可減少有關(guān)元件的

數(shù)量，從而降低了系統(tǒng)成

本。HV9910可將調(diào)整過的85V至265Vac或8V至450Vdc電壓源轉(zhuǎn)

換為一個(gè)恒流源，從而為

串連或并聯(lián)的高亮LED提供電源。

HV9910應(yīng)用恒定頻率峰值電流操縱的脈寬調(diào)制（PWM）方法，采納了一個(gè)

小電感和一個(gè)外部開

關(guān)來最小化LED驅(qū)動(dòng)器的損耗。不同于傳統(tǒng)的PWM操縱方法，該驅(qū)動(dòng)

器使用了一個(gè)簡單的開

/關(guān)操縱來調(diào)整LED的電流，因而簡化了操縱電路的設(shè)計(jì)。

該驅(qū)動(dòng)器具有內(nèi)置的降低亮度操縱，能協(xié)同外部衰減范疇在0至100%的

PWM信號(hào)工作，也

能夠利用其衰減引腳上外接的任意可在0至最大值之間調(diào)整的線性操縱

電壓來實(shí)現(xiàn)亮度控

制。HV9910適用于LED常規(guī)或裝飾燈、替代凝燈的LED以及其它高壓

交/直流輸入的應(yīng)用。

以下是目前Supertex公司產(chǎn)品線：

Supertex公司以設(shè)計(jì)高壓IC為主，缺點(diǎn)是有些IC設(shè)計(jì)的愛護(hù)功能

不完善；灰度表現(xiàn)欠佳；

串連LED個(gè)數(shù)有限；線路設(shè)計(jì)布線相對復(fù)雜，走線要求嚴(yán)格；一樣應(yīng)用

于射燈、MR16高壓

燈杯、洗墻燈等灰度表現(xiàn)不是專門高的場合。

在傳統(tǒng)的方法中，針對每一LED均配備了專用的脈寬調(diào)制(PWM)操縱器以

操縱至多個(gè)LED的輸

出，并通過操縱器將輸出電壓轉(zhuǎn)換為供給LED的電流。電壓操縱脈寬調(diào)制

操縱器常用于此用

途。電流感應(yīng)電阻與LED串聯(lián)配置，將電壓值反饋給操縱器。因此，操縱

器實(shí)際上是工作于

電壓模式，并保持恒定的取樣電壓值，從而保持恒定的電流。該典型電路

配置如圖所示。

深圳泉芯科技與上海華潤矽威科有生產(chǎn)間接替代產(chǎn)品，因其國內(nèi)目前沒有

600V高壓CMSIC

生產(chǎn)制程，巧妙的低壓CMOS工藝設(shè)計(jì)，工藝簡單性能價(jià)格比高。IC供

電采納電阻降壓獲得，

效率會(huì)低些，外置高壓MOS管，會(huì)有同樣的成效。

QX9910能夠間接取代HV9910

改進(jìn)后的QX9920封裝更小，性能、成本也有所改進(jìn)，能夠直截了當(dāng)做到

MR16燈杯里面。

上海華潤矽威科PT4107也是一款類似的IC,穩(wěn)壓二極管也做在IC里面

并增加些功能性能價(jià)格比高。

PT4107確實(shí)是一款針對這一市場趨勢開發(fā)，針對高功率LED照明，輸入

電壓既可為傳統(tǒng)的UOV/220V交流電壓又可為18V以上到數(shù)百伏直流電

壓的PWM恒流操縱器。它以專門的電路結(jié)構(gòu)，采納峰值電流檢測為大功

率LED提供恒定的供電電流。另外，PT4107還為使用者提供良好的調(diào)光

措施（SW1：5K的可調(diào)電位器），并為系統(tǒng)提供了安全可靠的過流過溫愛

護(hù)，提升了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。整體供電效率可達(dá)80%以上，每個(gè)PT41

07能夠驅(qū)動(dòng)30串多并的LED組合，達(dá)到了高效低成本的驅(qū)動(dòng)要求。

深圳光華源科技有封裝整合出HA2200**些列IC,能夠直截了當(dāng)驅(qū)動(dòng)L

ED燈串、LED日光燈管等產(chǎn)品。

恒流源芯片是一種輸出電流恒定的電源變換器，此款恒流源芯片要緊是應(yīng)

用于串聯(lián)LED供電中，每串LED串聯(lián)個(gè)數(shù)最多可達(dá)到110個(gè)，該芯片輸入

電壓為交流85V?240V,輸出為一個(gè)恒定電流，恒定電流值可由客戶預(yù)設(shè)。

該芯片外配電路簡潔，無電感、無變壓器，因此全部電路組成體積小，可

嵌入小體積LED燈具內(nèi)部。缺點(diǎn)是功率因數(shù)較低，110AC時(shí)0.6；220AC

只有0.3,個(gè)人認(rèn)為只能是款過度產(chǎn)品，一定會(huì)被類似此公司高功率因數(shù)I

C所取代。

ZD832是美商齊榮電子公司的產(chǎn)品，線路簡單專門具代表性，高壓直驅(qū)小

功率LED應(yīng)用。缺點(diǎn)是線性恒流驅(qū)動(dòng)，效率不是專門高，串接LED個(gè)數(shù)

有限。

線性大功率驅(qū)動(dòng)IC選型

LED驅(qū)動(dòng)IC應(yīng)從，輸入電壓范疇；輸出電流要求；串接LED個(gè)數(shù)需要；

是否有灰度表現(xiàn)要求；是否需要信號(hào)級(jí)聯(lián)傳遞；價(jià)格；交貨期和封裝適合

度等考慮。

AMC7135是最早得到廣泛應(yīng)用的線性LED驅(qū)動(dòng)器之一，特點(diǎn)是壓差低只

有200mV,專門符合鋰電池和4V鉛酸電池驅(qū)動(dòng)單顆LED,廣泛應(yīng)用礦

燈、手電筒、應(yīng)急燈等產(chǎn)品。20-400mA固定式電流市場上都能夠找到。

可供應(yīng)的廠家有，臺(tái)灣富微、廣鵬科技、臺(tái)晶光電、杭州士蘭、深圳泉芯

科技等等公司。奧地利微電子AS3691是一款專門據(jù)代表性的線性LED

大尺寸LCD背光驅(qū)動(dòng)IC,將線性IC功耗設(shè)計(jì)的一樣杰出；反饋采樣自

動(dòng)適應(yīng)LEDVF值；4路LED恒流輸出，符合R/G/B顏色組合3：6：

1高演色性要求。能夠應(yīng)用于高要求背光源、洗墻燈等燈光產(chǎn)品上。臺(tái)灣

點(diǎn)晶科技公司，以線性大功率LED驅(qū)動(dòng)為主，目前在全球線性驅(qū)動(dòng)IC

設(shè)計(jì)中專門具代表性，在此我們就依點(diǎn)晶科技公司的線性IC著重介紹參

考設(shè)計(jì)！

目前市場銷售狀況良好，采納的廠家越來越多。優(yōu)點(diǎn)是，線路簡單簡潔，

設(shè)計(jì)應(yīng)用方便，灰度表現(xiàn)目前是全球最好的之一(65,536級(jí))。缺點(diǎn)是，用

這些IC都需要大功率電源供電，設(shè)計(jì)成本高。電源部分成本要高過LED

驅(qū)動(dòng)部分，目前多是洗墻燈、舞臺(tái)燈光、屏幕等要求顏色變化要求較高的

產(chǎn)品上。

灰度表現(xiàn)是今后在LED方面設(shè)計(jì)IC中專門重要的因數(shù)。

單通道大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)器DD3U

DD311是一單通道輸出的LED恒流驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)建電流鏡與電流開關(guān)組件,

是專為驅(qū)動(dòng)大功率LED而設(shè)計(jì)的芯片。DD311可驅(qū)動(dòng)高達(dá)1安培的沈入

電流(sinkcurrent),并可透過調(diào)整參考輸入電流(IREF)來任意設(shè)定輸出電

流的大小。輸出電流值約為100倍的IREF,IREF可由調(diào)整外掛電阻或偏

壓(bias)電壓來設(shè)定。微調(diào)或使能偏壓電壓可校正LED間的亮度不一或?qū)?/p>

現(xiàn)多顆LED間整體亮度同時(shí)調(diào)整。芯片的輸出端可承擔(dān)高達(dá)36V的電

壓，支持多顆大功率LED的串接應(yīng)用。內(nèi)建輸出使能端（Enable）,可輕易

地實(shí)現(xiàn)大功率LED的高灰階應(yīng)用。

DD311特色

最大輸出電流：1A（由參考輸入電流IREF設(shè)定）

最小輸出電壓要求：IV（當(dāng)lout=1A時(shí)）

最大輸出承擔(dān)電壓：36V（輸出通道漏電流小于O.luA）

共32頁，第32頁最大輸出使能頻率：1MHz

絕佳的恒流輸出特性

應(yīng)用

LED建筑/娛樂/景觀照明

LED一樣或特用照明

LED背光源應(yīng)用

封裝形式

TO-252

單通道大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)器DD312

DD312是專為大功率LED應(yīng)用所設(shè)計(jì)的恒流驅(qū)動(dòng)器。芯片內(nèi)含恒流產(chǎn)生

電路，可透過外掛電阻來設(shè)定輸出恒流值。透過芯片的使能端能夠操縱輸

出通道的開關(guān)時(shí)刻，切換頻率最高達(dá)一兆赫（1MHz）。電流輸出反應(yīng)極快，

支持高色階變化及高畫面刷新率的應(yīng)用。內(nèi)建開路偵測，過熱斷電，及過電

流愛護(hù)功能，使應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性大為提升。

DD312特色

最大輸出電流：1A（透過外掛電阻設(shè)定）

輸出電流為1A時(shí)所要求的最小輸出電壓：IV

最大輸出承擔(dān)電壓：18V

最大輸出使能頻率：1MHz

芯片工作電壓范疇：5?18V

過電流愛護(hù)功能

過熱斷電功能

過熱警示功能（S0P8封裝具備）

LED開路檢測功能（S0P8封裝具備）

封裝形式

TO-252或S0P8（帶散熱片）SC16722是專用為LED串接級(jí)連應(yīng)用設(shè)

計(jì)的CMOS集成電路，可提供全彩三通道LED驅(qū)動(dòng)，

內(nèi)部有信號(hào)整形、級(jí)連驅(qū)動(dòng)輸出、穩(wěn)壓器等線路。適合燈帶式結(jié)構(gòu)的LED

顯示驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，電

流大于30mA,承諾用戶在5V信號(hào)不變的情形下靈活的選擇LED數(shù)量。下

圖是結(jié)合點(diǎn)晶DD311、

DD312做級(jí)聯(lián)式訊號(hào)傳遞設(shè)計(jì)。

三通道大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)器DD313

DD313是專為大功率LED應(yīng)用所設(shè)計(jì)的恒流驅(qū)動(dòng)芯片。內(nèi)建三個(gè)恒流輸

出通道，可透過三個(gè)

外掛電阻分不設(shè)定輸出電流值。并專門設(shè)計(jì)三個(gè)使能端，可個(gè)不獨(dú)立操縱

三輸出通道的開關(guān)

時(shí)刻，切換頻率最高達(dá)一兆赫（1MHz）。電流輸出反應(yīng)極快，支持高色階變

化及高畫面刷新率

的應(yīng)用。芯片內(nèi)建過熱斷電及過電流愛護(hù)功能，使應(yīng)用系統(tǒng)可靠性更為提

升。

DD313特色

三輸出通道，可個(gè)不操縱電流與色階變化

最大輸出電流：500mA（分不由三個(gè)外掛電阻設(shè)定）

最小輸出電壓要求：0.8V（當(dāng)lout=500mA時(shí)）

最大輸出承擔(dān)電壓：18V

最大輸出使能端頻率：1MHz

芯片工作電壓：5V~18V

過電流愛護(hù)功能

過熱斷電功能

應(yīng)用

LED建筑/娛樂/景觀照明

LED一樣或特用照明

LED背光源應(yīng)用

封裝形式

SOP16或TSSOP16（帶散熱片）

DD313級(jí)聯(lián)式訊號(hào)傳輸設(shè)計(jì)，級(jí)聯(lián)式設(shè)計(jì)廣泛用于投射燈、地埋燈等需要

級(jí)聯(lián)操縱的場合。

下圖是結(jié)合點(diǎn)晶DD313做級(jí)聯(lián)式訊號(hào)傳遞設(shè)計(jì)。

三通道LED恒流驅(qū)動(dòng)器DM413

DM413是一顆具脈波寬度調(diào)制（PWM）輸出及使能操縱的LED驅(qū)動(dòng)芯片，

專為LED照明,裝飾，

大屏顯示等應(yīng)用而設(shè)計(jì)。芯片內(nèi)含移位緩存器，數(shù)據(jù)鎖存，及三通道恒流驅(qū)

動(dòng)器（電流值可

由相對應(yīng)的三個(gè)外掛電阻調(diào)控）。內(nèi)建振蕩器可實(shí)現(xiàn)PWM輸出功能，最高

達(dá)14比特的灰階。

數(shù)據(jù)輸出端與時(shí)鐘信號(hào)輸出端皆可串接至下一芯片。專門的「輸出端極性

反轉(zhuǎn)功能」可與大

功率LED之應(yīng)用做搭配設(shè)計(jì)，增加了設(shè)計(jì)延展性。

芯片特色

最大恒流輸出：100mA（由三個(gè)外掛電阻分不操縱）

最大輸出承擔(dān)電壓：17V

最大串行時(shí)鐘頻率：20MHz

內(nèi)置緩存，使影像數(shù)據(jù)與時(shí)鐘數(shù)據(jù)串行傳輸至下一芯片

具PWM自由運(yùn)行能力（內(nèi)置振蕩器可達(dá)6.5MHz,產(chǎn)生刷新率達(dá)400Hz）

三種PWM操作模式：

「8位亮度數(shù)據(jù)輸入」（8位模式）

「8位亮度數(shù)據(jù)輸入」+[6位整體亮度調(diào)整數(shù)據(jù)輸入」（14位模式）

「8位亮度數(shù)據(jù)輸入」+「5位單點(diǎn)色偏校正數(shù)據(jù)輸入」（13位模式）

輸出極性反轉(zhuǎn)功能

TTL/CMOS相容輸入位準(zhǔn)

芯片工作電壓：3.3V~5.5V

應(yīng)用

LED裝飾與照明

戶內(nèi)/外LED視頻/訊息顯示屏

PWM信號(hào)產(chǎn)生器DC-DC大功率驅(qū)動(dòng)IC選型

40V低壓DCtoDC燈杯、汽車等代表性IC,因其IC種類太多，在此僅

介紹具有代表性的IC,

供大伙兒交流學(xué)習(xí)。有些高壓IC也能夠應(yīng)用到那個(gè)電壓范疇，在那個(gè)地

點(diǎn)就不在重復(fù)介紹。

ZetexSemiconductorsplc專門設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及推銷離散及綜合模擬半導(dǎo)體產(chǎn)

品，在業(yè)界占有

領(lǐng)導(dǎo)地占。憑借“標(biāo)準(zhǔn)"組件、方便使用的集成電路及完全自訂的集成電路，

在通信、家電、

汽車、及工業(yè)市場，迎戰(zhàn)現(xiàn)今電子業(yè)開發(fā)設(shè)計(jì)的猛烈競爭。低壓升壓LED

恒流器件全系列做

的比較杰出的公司之一。

下圖輸入電壓范疇從0.7V到1.6V最大輸出335mA，符合單節(jié)干電池

的單顆LED升壓型驅(qū)

動(dòng)IC,廣泛應(yīng)用于軍事應(yīng)急手持設(shè)備方面。下圖輸入電壓范疇從1.6V

到2.4V最大輸出335mA，符合單節(jié)干電池的單顆LED升壓型驅(qū)

動(dòng)IC下圖輸入電壓范疇從3.5V到4V最大輸出多顆LED驅(qū)動(dòng)線路，

符合單節(jié)鋰離子電池供電的

產(chǎn)品。

下圖是臺(tái)灣點(diǎn)晶科技公司一款DD212,能夠L5-5.5V輸入電壓，2

倍壓升壓輸出最大400mAo

外圍器件是目前最少的之一。

SP6685是一種恒定電流充電泵。要緊用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼相機(jī)和攝像手機(jī)中

的半導(dǎo)體閃光燈.也可用于攝像機(jī)斷續(xù)高亮度照明燈。該充電泵能夠設(shè)定

二種不同的恒定電流值，分不驅(qū)動(dòng)照相機(jī)閃光燈和攝像機(jī)照明燈。SP6685

能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換升壓和降壓工作狀態(tài)，確保半導(dǎo)體照明燈（LED）的工作電

流與正向電壓無關(guān)。該電路所需的電流采樣基準(zhǔn)電壓專門低（50mV）,能

夠用阻值專門小的表面貼裝電阻器。

凌特美信也有有關(guān)參品，可到相應(yīng)網(wǎng)站參考。

PT4105是一款大功率LED驅(qū)動(dòng)用18V降壓轉(zhuǎn)換器。它包含一個(gè)PW

M操縱器、一個(gè)高精度的能帶隙參考源、一個(gè)誤差放大器、相位補(bǔ)償電路、

軟啟動(dòng)電路、愛護(hù)電路、IC使能電路、輸入電壓檢測電路、邏輯操縱電路

和功率MOS管。PT4105采納固定頻率的電壓模式來調(diào)劑LED電流，其

200mV的低反饋電壓可降低功耗和提升效率。此外，PT4105還含有限流

功能以及過熱愛護(hù)功能以幸免在輸出過載時(shí)對器件造成損害。

PT4105是5—18V輸入電壓下驅(qū)動(dòng)白光LED的理想選擇。PT4105可驅(qū)

動(dòng)單顆iw(350mA)或3W(700mA)白光或其他顏色的LED。其寬的輸

入電壓范疇和高輸出電流能力，也能夠用來驅(qū)動(dòng)3顆串聯(lián)1W或3W白光

LED,或者串一并組合驅(qū)動(dòng)3x3顆1W白光LED,等等。

AMC7150是一款應(yīng)用專門廣泛的LED降壓型驅(qū)動(dòng)IC,目前市場上有多

家公司替代產(chǎn)品顯現(xiàn)，能夠應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)3顆以內(nèi)1LED或1顆3WLE

D,產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。

下圖為美信公司出品的一款高效率，輸入2.7-5.5V鋰電池電壓范疇升壓到

40V為2-10顆LED400mA的轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)。下圖為美信一款寬電壓范疇

的LED驅(qū)動(dòng)IC,輸入5.5-40V,電流35-350mA多顆LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)

用產(chǎn)品。

6-75V電壓輸入，500mA電流恒流驅(qū)動(dòng)IC,能夠廣泛的應(yīng)用于各種高電

壓浮動(dòng)的供電范疇，

驅(qū)動(dòng)大功率LED的相應(yīng)產(chǎn)品中。

美國國半公司的LP5520,能夠應(yīng)用于全彩燈飾、背光源大功率驅(qū)動(dòng)等產(chǎn)品。

舞臺(tái)LED應(yīng)用與DMX512燈光協(xié)議

DMX512協(xié)議是美國舞臺(tái)燈光協(xié)會(huì)(USITT)于1990年公布的一種燈光

操縱器與燈具設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。這包括電氣特性、數(shù)據(jù)協(xié)議、數(shù)

據(jù)格式等各方面的內(nèi)容。

DMX512電氣特性與RS-485完全兼容，包括驅(qū)動(dòng)器/接收器的選擇、線路

負(fù)載和多站配置等方面的要求差不多上一致的。

DMX512數(shù)據(jù)協(xié)議規(guī)定使用250Kbps的波特率。

在進(jìn)行正常數(shù)據(jù)傳輸之前，發(fā)送1個(gè)復(fù)位信號(hào)，聲明數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。隨

后的第1幀數(shù)據(jù)稱為起始代碼，其中包含設(shè)備類型碼，以指明后續(xù)數(shù)據(jù)的

接收設(shè)備的類型。最后，按設(shè)備編號(hào)的順序給每個(gè)設(shè)備發(fā)送1幀數(shù)據(jù)，依

次為：1#設(shè)備數(shù)據(jù)幀、2#設(shè)備數(shù)據(jù)幀，直至最后一個(gè)設(shè)備。設(shè)備總數(shù)最多

可達(dá)512個(gè)