LED百科全書(shū)-技術(shù)工程師知識(shí)手冊(cè)

1907年HenryJosephRound第一次在一塊碳化硅里視察到電致發(fā)光現(xiàn)您.由十其發(fā)出的黃光太暗,不適合實(shí)際應(yīng)用；更難處在于砂

化硅及電致發(fā)光不能很好的適應(yīng)，探討被摒棄了。

二十年頭晚期BermardGudden和RobertWichard在德國(guó)運(yùn)用從鋅

硫化物及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)于硫化鋅粉末放射光的報(bào)告。

隨著電流的應(yīng)用和廣泛的相識(shí)，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。

二十世紀(jì)50年頭，英國(guó)科學(xué)家在電致發(fā)光的試驗(yàn)中運(yùn)用半導(dǎo)體伸化

錢(qián)獨(dú)創(chuàng)了第一個(gè)具有現(xiàn)代意義的LED,并于60年頭面世。據(jù)說(shuō)在早

期試驗(yàn)中，LED須要放置在液化氮里，更須要進(jìn)一步的操作及突破以

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)出不行視的

紅外光，但快速應(yīng)用于感應(yīng)及光電領(lǐng)域。60年頭末，在神化線基體

上運(yùn)用磷化物獨(dú)創(chuàng)了第一個(gè)可見(jiàn)的紅光LED。磷化鐵的變更使得LED

更高效，發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。

到70年頭中期，磷化錢(qián)被運(yùn)用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。

LED接受雙層磷化錢(qián)蕊片（一個(gè)紅色另一個(gè)是綠色）能夠發(fā)出黃色光。

就在此時(shí)，俄國(guó)科學(xué)家利用金剛砂制造動(dòng)身出黃光的LED。盡管它不

如歐洲的LED高效。但在70年頭末，它能發(fā)出純綠色的光。

80年頭早期到中期對(duì)神化鐵磷化鋁的運(yùn)用使得第一代高亮度的LED

的誕生，先是紅色，接著就是黃色，最終為綠色。到20世紀(jì)90年頭

早期，接受錮鋁磷化鐵生產(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也出現(xiàn)在90年頭早期，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，它及俄國(guó)以

前的黃光LED一樣源暗淡。

90年頭中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化線LED,隨即又制造出能產(chǎn)生高強(qiáng)

度的綠光和藍(lán)光錮氮錢(qián)Led。超亮度藍(lán)光蕊片是白光LED的核心，在

這個(gè)發(fā)光蕊片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過(guò)吸取來(lái)自蕊片上的藍(lán)色

光源再轉(zhuǎn)化為白光。就是利用這種技術(shù)制造出任何可見(jiàn)顏色的光。今

日在LED市場(chǎng)上就能看到生產(chǎn)出來(lái)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的發(fā)展閱歷了一個(gè)漫

長(zhǎng)而曲折的歷史過(guò)程。事實(shí)上，最近開(kāi)發(fā)的LED不僅能放射出純紫外

光而且能放射出真實(shí)的“黑色”紫外光。則LED發(fā)展史到低能走多

遠(yuǎn)，不得而知?；蛟S某天就能開(kāi)發(fā)出能發(fā)X射線的LED。早期的LED

只能應(yīng)用于指示燈，早期的計(jì)算器顯示屏和數(shù)碼手表。而現(xiàn)在起先

出現(xiàn)在超亮度的領(lǐng)域。將會(huì)在接下的一段時(shí)間接著下去。LED的分類(lèi)

常見(jiàn)LED的分類(lèi)

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。依據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑，有色還是無(wú)色，

上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透亮，無(wú)色透亮，有色

散射和無(wú)色散射四種類(lèi)型。散射型發(fā)光二極管不適合做指示燈用。

2.按發(fā)光管出光面特征分為圓燈，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,04.4mm,

4)5mm,<i>8mm,610mm及4)20mm等。國(guó)外通常把03mm的發(fā)光二

極管記作TT;把65mm的記作41(3/4);把64.4mm的記作

T-Kl/4）[6-8]o由半值角大小可以估計(jì)圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布狀況。

從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來(lái)分有三類(lèi)：

1）高指向性。一般為尖頭環(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，具有很高的指向性，可作局部

照明光源用，或及光檢出器聯(lián)用以組成自動(dòng)檢測(cè)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-lOOmcd間

的叫高亮度發(fā)光二極管。一般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（亮度及一般發(fā)光管相同）。

白光LED介紹

白光LED的合成途徑大體上有2條路可以走，第一條是RGB,也就是

紅光LED+綠光LED+藍(lán)光LED,LED走RGB合成白光的這種方法主要的

問(wèn)題是綠光的轉(zhuǎn)換效率底，現(xiàn)在紅綠藍(lán)LED轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到30%,

10%和25版白光流明效率可以達(dá)到601m/w。通過(guò)進(jìn)一步提高藍(lán)綠光

LED的流明效率，則白光流明效率可達(dá)到2001m/w。由于合成白光所

要求的色溫順顯色指數(shù)不同，對(duì)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，白平衡：深化發(fā)展，人們盼望用作照

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2K,藍(lán)色的亮度為1096時(shí)，混色后人眼感覺(jué)到的

是純白色。但LED紅綠藍(lán)三色的色品坐標(biāo)因工藝過(guò)程等緣由無(wú)法達(dá)到

全色譜的效果，而限制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱(chēng)

為配色。當(dāng)為全彩色LED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。白平衡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基本顏色。色光

中的原色為紅，綠，藍(lán)，色度圖中的三個(gè)頂點(diǎn)為志向的原色波長(zhǎng)。

假如原色有偏差，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(jué)角度來(lái)看，色調(diào)不僅會(huì)有偏差，豐富程度削減。

LED發(fā)出的紅，綠，藍(lán)光線依據(jù)其不同波長(zhǎng)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

上便宜許多。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，且處于色調(diào)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(duì)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高，LED的光通量和出光效率慢慢提

高，從而使固體光源成為可能，已廣泛應(yīng)用于交通燈，汽車(chē)照明，

廣告牌等特殊照明領(lǐng)域，并且慢慢向一般照明領(lǐng)域過(guò)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)E3光源提出更高要求，除了對(duì)LED出光效率，光

色有不同的要求，而且對(duì)出光角度，光強(qiáng)分布有不同的要求。這不

但須要上游芯片廠開(kāi)發(fā)新半導(dǎo)體材料，提高芯片制作工藝，設(shè)計(jì)出滿

足要求的芯片，而且對(duì)下游封裝廠提出更高要求，設(shè)計(jì)出滿足確定光

強(qiáng)分的封裝結(jié)構(gòu)，提高LED外部的光利用率。

目前封裝多種多樣，封裝將隨著今后的發(fā)展，不斷改進(jìn)和迎合實(shí)際須

要，為L(zhǎng)ED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)原理和超高亮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(guò)某個(gè)閾值（約2V）,即通常所說(shuō)的導(dǎo)通電壓之后，可近似

認(rèn)為，IF及VF成正比。見(jiàn)表是當(dāng)前主要超高亮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（@V）及IF的關(guān)系曲線，因此，接受恒流源驅(qū)動(dòng)可以更好地限制

亮度。此外，LED的正向壓降變更范圍比較大（最大可達(dá)IV以上），

而由上圖中的VF-IF曲線可知，VF的微小變更會(huì)引起較大的，IF變

更，從而引起亮度的較大變更。所以，接受恒壓源驅(qū)動(dòng)不能保證LED

亮度的一樣性，并且影響LED的牢靠性，壽命和光衰。因此，超高

亮LED通常接受恒流源驅(qū)動(dòng)。

下圖是LED的溫度及光通量（6V）關(guān)系曲線，由下圖可知光通量及溫

度成反比，85℃時(shí)的光通量是25℃時(shí)的一半，而一時(shí)間輸出是

25c時(shí)的1.8倍。溫度的變更對(duì)LFD的波長(zhǎng)也有確定的影響，因此，

良好的散熱是LED保持恒定亮度的保證。見(jiàn)LED的溫度及光通量關(guān)系

曲線。

一般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，須要特地的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)點(diǎn)亮LED。下面簡(jiǎn)要介紹LED概

念型驅(qū)動(dòng)電路。

阻限流電路

電阻限流驅(qū)動(dòng)電路是最簡(jiǎn)潔的驅(qū)動(dòng)電路，限流電阻按下式計(jì)算。

式中：Vin為電路的輸入電壓：

VF為IED的正向電流；

VF為L(zhǎng)ED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(kāi)通壓降；

Rs為單個(gè)LED的線性化等效串聯(lián)電阻。

則上式限流電阻的計(jì)算可寫(xiě)為當(dāng)電阻選定后，電阻限流電路的IF及

VF的關(guān)系為，由上式可知電阻限流電路簡(jiǎn)潔，但是，在輸入電壓波

動(dòng)時(shí)，通過(guò)LED的電流也會(huì)跟隨變更，因此調(diào)整性能差。另外，由于

電阻R的接人損失的功率為xRIF,因此效率低。

線性調(diào)整器介紹

線性調(diào)整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(lái)限制負(fù)載。線性調(diào)整器有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種。

下圖a所示為并聯(lián)型線性調(diào)整器又稱(chēng)為分流調(diào)整器（圖中僅畫(huà)出了一

個(gè)LED,事實(shí)上負(fù)載可以是多個(gè)LED串聯(lián)，下同），它及LED并聯(lián)，

當(dāng)輸入電壓增大或者LED削減時(shí)，通過(guò)分流調(diào)整器的電流將會(huì)增大，

這將會(huì)增大限流電阻上的壓降，以使通過(guò)LED的電流保持恒定。

由于分流調(diào)整器須要串聯(lián)一個(gè)電阻，所以效率不高，并且在輸入電壓

變更范圍比較寬的狀況下很難做到恒定的調(diào)整。

下圖b所示為串聯(lián)型調(diào)整器，當(dāng)輸入電壓增大時(shí)，調(diào)整動(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

最小電壓必需大于該飽和電壓及負(fù)載電壓之和，電路才能正確地工

作。

開(kāi)關(guān)調(diào)整器介紹

上述驅(qū)動(dòng)技術(shù)不但受輸入電壓范圍的限制，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)峻的問(wèn)題。開(kāi)關(guān)電源是目前能量變換中效率最高的，可

以達(dá)到90%以上。Baek,Boost和Buck-Boost等功率變換器都可以

用于LED的驅(qū)動(dòng)，只是為

了滿足LED的恒流驅(qū)動(dòng)，接受檢測(cè)輸出電流而不是檢測(cè)輸出電壓進(jìn)行

反饋限制。下圖⑸為接受Buck變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路，及傳統(tǒng)的

Buck變換器不同，開(kāi)關(guān)管S移到電感L的后面，使得S源極接地，

從而便利了S的驅(qū)動(dòng)，LED及L串聯(lián)，而續(xù)流二極管D及該串聯(lián)電路

反并聯(lián)，該驅(qū)動(dòng)電路不但簡(jiǎn)潔而且不須要輸出濾波電容，降低了成本。

但是，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(chǎng)合。

上圖(b)為接受Boost變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)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(duì)LED的驅(qū)

動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是這樣的驅(qū)動(dòng)IC輸出可以并聯(lián)運(yùn)用，有效的提高單顆LED

功率。

上圖(c)為接受Buck-Boost變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路。及Buck電路相

像，該電路S的源極可以干脆接地，從而便利了S的驅(qū)動(dòng)。Boost和

Buck-Boosl變換器雖然比Buck變換器多一個(gè)電容，但是，它們都可

以提升輸出電壓的確定值，因此，在輸入電壓低，并且須要驅(qū)動(dòng)多個(gè)

LED時(shí)應(yīng)用較多。

PWM調(diào)光學(xué)問(wèn)介紹

在手機(jī)及其他消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中，白光LED越來(lái)越多地被運(yùn)用作為顯

示屏的背光源。近來(lái)，許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)者盼望白光LED的光亮度在不同

的應(yīng)用場(chǎng)合能夠作相應(yīng)的變更。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)整功能。目前調(diào)光技術(shù)主要有三種：PWM調(diào)光,

模擬調(diào)光，以及數(shù)字調(diào)光。市場(chǎng)上許多驅(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)者可以依據(jù)詳細(xì)的要求

選擇相應(yīng)的技術(shù)。

PWMDimming(脈寬調(diào)制)調(diào)光方式一一這是一種利用簡(jiǎn)潔的數(shù)字脈沖，

反復(fù)開(kāi)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)只須要供應(yīng)寬，

窄不同的數(shù)字式脈沖，即可簡(jiǎn)潔地實(shí)現(xiàn)變更輸出電流，從而調(diào)整白光

LED的亮度。PWM調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)在于能夠供應(yīng)高質(zhì)量的白光，以及應(yīng)用

簡(jiǎn)潔，效率高!例如在手機(jī)的系統(tǒng)中，利用一個(gè)專(zhuān)用PWM接口可以簡(jiǎn)

潔的產(chǎn)生隨意占空比的脈沖信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)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。

但是，PWM調(diào)光有其劣勢(shì)。主要反映在：PWM調(diào)光很簡(jiǎn)潔使得白光LED

的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生人耳聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲(audiblenoise,或者

microphonicnoise)o這個(gè)噪聲是如何產(chǎn)生通常白光LED驅(qū)動(dòng)器都屬

于開(kāi)關(guān)電源器件(buck,boost,chargepump等)，其開(kāi)關(guān)頻率都在

1MHz左右，因此在驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用中是不會(huì)產(chǎn)生人耳聽(tīng)得見(jiàn)的噪

聲。但是當(dāng)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行PWM

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

光LED驅(qū)動(dòng)器四周的電感和輸出電容就會(huì)產(chǎn)生人耳聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲。所

以設(shè)計(jì)時(shí)要避開(kāi)運(yùn)用20kHz以下低頻段。

我們都知道，一個(gè)低頻的開(kāi)關(guān)信號(hào)作用于一般的繞線電感

(wirewindingcoi1),會(huì)使得電感中的線圈之間相互產(chǎn)朝氣械振動(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(tīng)見(jiàn)。電感產(chǎn)生了一部分噪聲，另一部分來(lái)自輸出電容?，F(xiàn)在越來(lái)越

多的手機(jī)設(shè)計(jì)者接受陶瓷電容作為驅(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(guò)白光LED和下端的電阻進(jìn)行放電。因止匕在PWM

調(diào)光時(shí)，輸出電容不行避開(kāi)的產(chǎn)生很大的紋波?？傊?，為了避開(kāi)PWM

調(diào)光時(shí)可聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲，白光LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)當(dāng)能夠供應(yīng)超出人耳可聽(tīng)

見(jiàn)范圍的調(diào)光頻率！

相對(duì)于PWM調(diào)光，假如能夠變更RS的電阻值，同樣能夠變更流過(guò)白

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

模擬調(diào)光最大的優(yōu)勢(shì)是它避開(kāi)了由于調(diào)光時(shí)所產(chǎn)生的噪聲。在接受模

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。但是區(qū)分于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，并且驅(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。所以，接受模擬調(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。由于它干脆變更白光LED的

電流，使得白光LED的白光質(zhì)量也發(fā)生了變更！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)字接口可以是SMB,I2C,

或者是單線式數(shù)字接口。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者只要依據(jù)詳細(xì)的通信協(xié)議，給驅(qū)

動(dòng)器一串?dāng)?shù)字信號(hào)，就可以使得白光LED的光亮發(fā)生變更。

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值特性緣由做不到相同，隨著溫度及電流大小也有些VF

值也會(huì)發(fā)生變更，一般不適合并聯(lián)設(shè)計(jì)。但是有些狀況又不得不并聯(lián)

解決多顆LED驅(qū)動(dòng)成本問(wèn)題，這些設(shè)計(jì)可以為大家做些參考。

留意須要VF值分欄，同檔VF值的LED盡量運(yùn)用在同一產(chǎn)品上面，產(chǎn)

品可以保證誤差電流在1mA之內(nèi)，LED相對(duì)工作恒流狀態(tài)。

下圖接受集成三極管可以保持每路LED電流一樣，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(lái)的B值一樣，可以保證每路電

流基本一樣。恒流部分在要求不是很高的條件下可以這樣設(shè)計(jì)，穩(wěn)定

的電壓或穩(wěn)定的PWM伏值驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓后的三極管偏壓，做到基本恒流。

下圖接受精度較高的IC做恒流參考源，R可以設(shè)定IC輸出電流，一

經(jīng)確定R阻值可以運(yùn)用固定電阻代替。多三極管集成器件的運(yùn)用可以

削減1C的運(yùn)用數(shù)量，從而減低設(shè)計(jì)產(chǎn)品成本。

線性大功率LED恒流輸出可以并聯(lián)運(yùn)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,一般2A以上就很少見(jiàn)，標(biāo)稱(chēng)2A的IC也不愿

定可以極限運(yùn)用。大于1A的IC工藝成本的緣由MOS管都是外置，外

置MOS管線路困難，牢靠性減低。并聯(lián)運(yùn)用是有效的設(shè)計(jì)方法。

下圖接受DD312并聯(lián)參考設(shè)計(jì)干脆驅(qū)動(dòng)3顆6WLED,使能PWM限制信

號(hào)須要適當(dāng)?shù)母綦x，免相互干擾和驅(qū)動(dòng)實(shí)力問(wèn)題。EN使能電壓要符

合規(guī)格書(shū)要求，不要電壓太高損壞EN腳。一般IC耐壓是指負(fù)載和電

源，沒(méi)有注明激勵(lì)電壓請(qǐng)不要大于5V設(shè)計(jì)。

像這種檢測(cè)在LED的一端LED恒流驅(qū)動(dòng)IC也可以并聯(lián)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)，事

實(shí)上IC是單獨(dú)工作的，最終在并流一起。DC-DC方式是工作在較高

的頻率上，須要留意的是PCB布板時(shí)避開(kāi)交叉設(shè)計(jì)，各自濾波，旁

路電容要緊靠IC旁邊，負(fù)載電流最終會(huì)和即可。

當(dāng)然可以2并，也可以3并或多并聯(lián)設(shè)計(jì)，不過(guò)要提不多試之！

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(ài)惜參考設(shè)計(jì)

最佳的溫度愛(ài)惜居里點(diǎn)溫度應(yīng)當(dāng)是80-90℃。最高環(huán)境溫度，夏天

40℃,在夏日光暴曬50℃,50℃為最高環(huán)境溫度，一般大功率LED

結(jié)溫度在120c是可以承受的，芯片到鋁基板的熱阻，規(guī)格書(shū)一般舉

薦10-15℃,那LED基板要保證在120-15二105℃。保留溫差取

50—105℃中間值77.5℃,一般電子元器件工作溫度在85℃是牢靠

的，77c是符合這個(gè)原則。

建議77℃起先啟動(dòng)愛(ài)惜，85℃前大幅度的減低電流，90C徹底完成

產(chǎn)品溫度愛(ài)惜功能。選者居里點(diǎn)在85C左右的熱敏電阻可以設(shè)計(jì)出

志向電路。

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)中用于主顯示屏及副顯示屏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)顯示屏及鍵區(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(wú)需外部有源電源組件的支持，即可實(shí)現(xiàn)較高的效率及設(shè)計(jì)靈敏性。

美信MAX1553/MAX1554高效率，升壓到40V為2到10白色LED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/MAX1554

能夠以恒定電流驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的白色LED,為蜂窩，PDA及其它手持

設(shè)備供應(yīng)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(kāi)關(guān)，可提高效率，延長(zhǎng)電池壽命。

MAX1553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LEDo一個(gè)模擬/PWMDualModeTM輸入供

應(yīng)了兩種簡(jiǎn)便的亮度調(diào)整方式，單獨(dú)的使能輸入供應(yīng)開(kāi)/關(guān)限制。軟

啟動(dòng)可降低啟動(dòng)過(guò)程中的浪涌電流。MAX1553/MAX1554接受節(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)

LEDo對(duì)于閃爍狀態(tài)的LED組，允許每個(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)整和2線亮度限制。利

用自適應(yīng)開(kāi)關(guān)，在單節(jié)鋰電池的整個(gè)放電過(guò)程中平均效率可以達(dá)到

83%o對(duì)于運(yùn)用LED閃光燈的數(shù)碼照相機(jī)，MAX1576是志向選擇。

LM27964有I2C的獨(dú)立限制的，多按鍵區(qū)域背光指示應(yīng)用ICOLM27964

芯片還內(nèi)置I!C兼容接口，接受鋰電池供電，其輸入電壓為2.7?

5.5VO這三款白光發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器接受雙增益結(jié)構(gòu)，可讓穩(wěn)壓器因

狀況選擇適當(dāng)?shù)妮斎?輸出電壓增益，適用于移動(dòng)，個(gè)人數(shù)字助

理，便攜式電子游戲機(jī)及MP3媒體播放器。LP3954LED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)器可以限制手持式電子產(chǎn)品發(fā)出的各種

不同的燈光，最適用于移動(dòng)，數(shù)碼相機(jī)，電子游戲機(jī)及MP3播

放機(jī)。

LP3954的燈光管理單元接受小巧的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)光二極管限制器，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圍，而且效率極高。

LP3954芯片是特地管理便攜式系統(tǒng)燈光的管理單元，可以驅(qū)動(dòng)兩組

各自獨(dú)立限制的白光發(fā)光二極管背光系統(tǒng)，分別為主及副顯示屏幕供

應(yīng)背光。部分便攜式系統(tǒng)可能只有一個(gè)加大的顯示屏幕，在這種狀況

下，各單元可以匯合一起，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)器除了可以調(diào)整全部發(fā)光二極管，以確保亮度勻整之

外，還設(shè)有自動(dòng)調(diào)整光暗的功能。

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

FAN5613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LEDo主要特點(diǎn):壓差小于300mV;4個(gè)并聯(lián)的LED電流匹

配，差值＜±3%;無(wú)需外圍元件來(lái)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。uA;并且可

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

度-40~+85℃o飛兆半導(dǎo)體FAN5609三態(tài)泵式背光源驅(qū)動(dòng)

(4X20mA)80mAPDA,DSC,MP3PlayersFAN5609驅(qū)動(dòng)器如何在LED

之間供應(yīng)電流匹配，而無(wú)需運(yùn)用限流電阻。唯一缺點(diǎn)是每個(gè)LED都須

要連接到驅(qū)動(dòng)器。并非全部并聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)器都須要升壓電路。白光

LED須要的正向電壓相對(duì)較高。最新的技術(shù)趨勢(shì)是將該電壓降低-低

于3VOLED大屏幕參考設(shè)計(jì)

LED顯示屏發(fā)展閱歷了三個(gè)階段：

1.1990年以前LED顯示屏的成長(zhǎng)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(méi)有廣泛綻開(kāi)，另一方面，顯示屏

限制技術(shù)基本上是通訊限制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時(shí)期

的LED顯示屏在國(guó)外應(yīng)用較廣，國(guó)內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅，綠雙基色為

主，限制方式為通訊限制，灰度等級(jí)為單點(diǎn)4級(jí)調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比

較高。

2.1990T995年，這一階段是LED顯示屏快速發(fā)展的時(shí)期。進(jìn)入九十

年頭，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)，信息技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域不斷突破，LED顯

示屏在LED材料和限制技術(shù)方面也不斷出現(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(chǎng)；電子計(jì)算機(jī)及微電子領(lǐng)域的

技術(shù)發(fā)展，在顯示屏限制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻限制技術(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)顯示效果大大提

高。這一階段，LED顯示屏在我國(guó)發(fā)展速特殊快速，從初期的幾空企

業(yè)，年產(chǎn)值兒千萬(wàn)元發(fā)展到兒十家企業(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(chǎng)，鐵路，車(chē)站，公路交通，

商業(yè)廣告，郵電電信等諸多領(lǐng)域，特殊是1993年證券股票業(yè)的發(fā)展

更引發(fā)了LED顯示屏市場(chǎng)的大幅增長(zhǎng)。LED顯示屏平板顯示領(lǐng)域的主

流產(chǎn)品局面基本形成，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(lái)，LED顯示屏的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)總體穩(wěn)步提高產(chǎn)業(yè)格局調(diào)

整完善的時(shí)期。1995年以來(lái)，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)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)域更為廣袤，產(chǎn)品在質(zhì)量,

標(biāo)準(zhǔn)化等方面出現(xiàn)了一系列新的問(wèn)題，有關(guān)部門(mén)對(duì)LED顯示屏的發(fā)展

予以重視并進(jìn)行了適當(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

2023年度銷(xiāo)售億元以上企業(yè)上海三思科技發(fā)展南京洛普股份南京漢

德森電子北京利亞得電子科技北京世紀(jì)澄通電子惠州德賽光電科技

京東方智能顯示技術(shù)深圳市銳拓顯示技術(shù)深圳市藍(lán)普科技深圳市普

耐光電科技深圳聯(lián)創(chuàng)健和光電

2023年，行業(yè)內(nèi)的骨干企業(yè)在不斷發(fā)展和提高?；葜莸沦悾寒a(chǎn)能提

升，成為國(guó)LED顯示屏產(chǎn)品出口的主要加工基地;北京世紀(jì)澄通:基礎(chǔ)

建設(shè)，形成LED顯示屏專(zhuān)業(yè)加工生產(chǎn)實(shí)力，躍升行業(yè)前列；深圳銳拓,

深圳藍(lán)普，深圳錢(qián)多利集團(tuán)等企業(yè):在LED器件，顯示產(chǎn)品等方面

綜合發(fā)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，為將來(lái)發(fā)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)，形成了持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

16位恒流IC的由來(lái)：雙色屏主要是以顯示文字為主，單片機(jī)掃描比

較便利，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

符合需求及成本須要又封裝出16位器件，被目前全彩屏廣泛接受。

目前全球有80%的LED大屏幕生產(chǎn)在中國(guó)天陸，LED大屏幕驅(qū)動(dòng)主流

IC主要有聚積，點(diǎn)晶，東芝，TI等。另外還有些廠家的IC和用

74HC595生產(chǎn)的LED屏幕企業(yè)，這部分恒流IC每年在大陸的銷(xiāo)售額

或許在3億多元。依據(jù)IC數(shù)量結(jié)合不同的掃描方式，或許計(jì)算出LED

這部分大屏幕產(chǎn)值在150億元左右。主要的代表IC有以下幾款：聚

積MBI5026,點(diǎn)晶DM13C,東芝TB62726,德州儀器TLC5921。

LED的限制系統(tǒng)通常由主控箱，掃描板和顯控裝置三大部分組成。

主控箱從計(jì)算機(jī)的顯示卡中獲得一屏象素的各色亮度數(shù)據(jù)，然后重新

支配給若干塊掃描板，每塊掃描板負(fù)責(zé)限制LED屏上的若干行（列）,

而每一行（列）上LE3的顯控信號(hào)則用串行的方式傳送。目前有兩種串

行傳送顯示限制信號(hào)的方式：一種是掃描板上集中限制各象素點(diǎn)灰

度，掃描板將來(lái)自限制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(kāi)通信號(hào)以脈沖形式（點(diǎn)亮為1,不亮為0）

按行用串行方式傳榆到相應(yīng)的LED上，限制其是否點(diǎn)亮。這種方式運(yùn)

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)灰度下須要16個(gè)脈沖，在256級(jí)灰度下須要

256個(gè)脈沖，由于器件工作頻率限制，一般只能使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(kāi)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(lái)限

制點(diǎn)亮?xí)r間。這樣，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)

灰度下只須要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。用這種分散限制LED灰度的方法可以很便利地實(shí)現(xiàn)256

級(jí)灰度限制。

一般LED大屏幕低頻怎么會(huì)閃爍，是由于，LED本身不具有余輝效應(yīng)

的特性，所以接受傳統(tǒng)的恒流源脈沖調(diào)寬限制灰度的LED屏的刷新率

必需大于120Hz才能實(shí)現(xiàn)無(wú)閃爍的圖像顯示。這樣就須要對(duì)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)出現(xiàn)

了極大冗余度，井增加了LED驅(qū)動(dòng)板的硬件開(kāi)銷(xiāo)。

目前市場(chǎng)上多接受南京德普達(dá)科技實(shí)業(yè)和深圳靈星雨科技發(fā)展限制

系統(tǒng)較多。詳細(xì)資料可以到上述公司網(wǎng)站查看或詢(xún)問(wèn)。

異形屏幕和級(jí)聯(lián)式燈飾限制設(shè)計(jì)方式

異形屏幕靈敏的點(diǎn)間距和靈敏的設(shè)計(jì)越來(lái)越多的受到廣泛的接受，能

把它制作成我們心目中隨意想像的形態(tài)，大可以裝飾幾十層樓整棟大

廈，小的可以顯示金字招牌。可以避讓窗戶(hù)，樓臺(tái)等不須要裝飾的

任何地方;遠(yuǎn)距離觀看，比如海岸，江河對(duì)岸觀看；大型燈飾廣場(chǎng)裝

飾等。較成熟的限制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)公司等限制方式產(chǎn)品。

目前可以支持這種設(shè)計(jì)的IC有以下幾款：

北京中慶微電子公司ZQL9712

該芯片是特地為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的芯片。接受了先進(jìn)的CMOS工藝,

具有低功耗的優(yōu)點(diǎn)。ZQL9712芯片可以應(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供應(yīng)了3個(gè)大電流驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)

電流最大為30mAo

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)限制，并且都是在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿有效。

ZQL9712將限制信號(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是特地為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的芯片,接受先進(jìn)的CMOS工藝，具

有低功耗的優(yōu)點(diǎn)。電路全部的輸入和輸出均有內(nèi)部線路愛(ài)惜功能，以

削減由于靜電感應(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

的實(shí)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)光限制芯片，運(yùn)用兩根線實(shí)現(xiàn)限制

電路的同步通信，使芯片的級(jí)聯(lián)更加便利及靈敏。SD600支持3路PWM

調(diào)光，灰度等級(jí)為256,接受高速同步通信接口，數(shù)據(jù)速率高達(dá)

10Mbps,S0P10封裝，最多能限制2048個(gè)像素。

深圳彩拓科技LPD6803

LPD680是特地為L(zhǎng)ED燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)芯片，CMOS工藝，供應(yīng)三

路恒流和灰度輸出，特殊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DM412

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

專(zhuān)為L(zhǎng)ED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(duì)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，及鎖

存訊號(hào)輸出端均內(nèi)建緩沖，支持長(zhǎng)串接應(yīng)用。內(nèi)建LED開(kāi)路偵測(cè)功能

可扶植運(yùn)用者找出LED開(kāi)路的詳細(xì)位置，無(wú)

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

用做「PWM訊號(hào)產(chǎn)生器」，可及大功率LED驅(qū)動(dòng)器（DD311/2/3）搭配,

以實(shí)現(xiàn)大功率LED之65,536級(jí)灰階的顏色變更。

芯片特色

「最大恒流輸出：200111A（由三個(gè)外掛電阻分別限制）

「最大輸出承受電壓：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(zhǎng)串接應(yīng)用

「具PWM自由運(yùn)行實(shí)力（內(nèi)置振蕩器可達(dá)17.5MHz,產(chǎn)生畫(huà)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(kāi)路偵測(cè)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裝飾及照明，戶(hù)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，有不斷推出新品及改進(jìn)版本出現(xiàn)，滿足市場(chǎng)

不斷增長(zhǎng)的需求。HV9910是目前市場(chǎng)上高壓部分運(yùn)用最多的IC之一。

這款靈敏簡(jiǎn)潔的LED驅(qū)動(dòng)器IC效率超過(guò)93%,可削減相關(guān)元件的數(shù)

量，從而降低了系統(tǒng)成本。HV9910可將調(diào)整過(guò)的85V至265Vac或8V

至450Vde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

供應(yīng)電源。

HV9910應(yīng)用恒定頻率峰值電流限制的脈寬調(diào)制(PWM)方法，接受了一

個(gè)小電感和一個(gè)外部開(kāi)關(guān)來(lái)最小化LED驅(qū)動(dòng)器的損耗。不同于傳統(tǒng)的

PWM限制方法，該驅(qū)動(dòng)器運(yùn)用了一個(gè)簡(jiǎn)潔的開(kāi)/關(guān)限制來(lái)調(diào)整LED的

電流，因而簡(jiǎn)化了限制電路的設(shè)計(jì)。

該驅(qū)動(dòng)器具有內(nèi)置的降低亮度限制，能協(xié)同外部衰減范圍在0至100%

的PWM信號(hào)工作，也可以利用其衰減引腳上外接的隨意可在0至最大

值之間調(diào)整的線性限制電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)亮度限制。HV9910適用于LED常

規(guī)或裝飾燈，替代翅燈的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(ài)惜功能

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(duì)困難，走線要求嚴(yán)格;一般應(yīng)用

于射燈，MR16高壓燈杯，洗墻燈等灰度表現(xiàn)不是很高的場(chǎng)合。

在傳統(tǒng)的方法中，針對(duì)每一LED均配備了專(zhuān)用的脈寬調(diào)制(PWM)限制

器以限制至多個(gè)LED的輸出，并通過(guò)限制器將輸出電壓轉(zhuǎn)換為供應(yīng)

LED的電流。電壓限制脈寬調(diào)制限制器常用于此用途。電流感應(yīng)電阻

及LED串聯(lián)配置，將電壓值反饋給限制器°因此，限制器事實(shí)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。

深圳泉芯科技及上海華潤(rùn)矽威科有生產(chǎn)間接替代產(chǎn)品，因其國(guó)內(nèi)目前

沒(méi)有600V高壓CMSIC生產(chǎn)制程，奇異的低壓CMOS工藝設(shè)計(jì)，工藝簡(jiǎn)

潔性能價(jià)格比高。IC供電接受電阻降壓獲得，效率會(huì)低些，外置高

壓MOS管，會(huì)有同樣的效果。QX9910可以間接取代HV9910改進(jìn)后的

QX9920封裝更小，性能，成本也有所改進(jìn)，可以干脆做到MR16燈

杯里面。上海華海矽威科PT4107也是一款類(lèi)似的IC,穩(wěn)壓二極管

也做在TC里面并增加些功能性能價(jià)格比高。

PT4107就是一款針對(duì)這一市場(chǎng)趨勢(shì)開(kāi)發(fā)，針對(duì)高功率LED照明，輸

入電壓既可為傳統(tǒng)的110V/220V溝通電壓又可為18V以上到數(shù)百伏直

流電壓的PWM恒流限制器。它以獨(dú)特的電路結(jié)構(gòu)，接受峰值電流檢測(cè)

為大功率LED供應(yīng)恒定的供電電流。另外，PT4107還為運(yùn)用者供應(yīng)

良好的調(diào)光措施(SW1：5K的可調(diào)電位器)，并為系統(tǒng)供應(yīng)了平安牢靠

的過(guò)流過(guò)溫愛(ài)惜，提高了整個(gè)系統(tǒng)的牢靠性。整體供電效率可達(dá)80%

以上，每個(gè)PT4107可以驅(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,可以干脆驅(qū)動(dòng)LED燈

串，LED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，此款恒流源芯片主要

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

芯片輸入電壓為溝通85V?240V,輸出為一個(gè)恒定電流，恒定電流值

可由客戶(hù)預(yù)設(shè)。該芯片外配電路簡(jiǎn)潔，無(wú)電感，無(wú)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Q3,個(gè)人認(rèn)為只能是款過(guò)度產(chǎn)品，確

定會(huì)被類(lèi)似此公司高功率因數(shù)1C所取代。

ZD832是美商齊榮電子公司的產(chǎn)品，線路簡(jiǎn)潔很具代表性，高壓直驅(qū)

動(dòng)小功率LED應(yīng)用。缺點(diǎn)是線性恒流驅(qū)動(dòng)，效率不是很高，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，輸入電壓范圍;輸出電

流要求；串接LED個(gè)數(shù)須要;是否有灰度表現(xiàn)要求;是否須要信號(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,特殊符合鋰電池和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。20-400仙固定式電流市場(chǎng)上都可

以找到。

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是一款很據(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)的一樣精彩；

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。可以應(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)中很具代表性，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(chǎng)銷(xiāo)售狀況良好，接受的廠家越來(lái)越多。優(yōu)點(diǎn)是，線路簡(jiǎn)潔簡(jiǎn)

潔，設(shè)計(jì)應(yīng)用便利，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都須要大功率電源供電，設(shè)計(jì)成本高。電源部分

成本要高過(guò)LED驅(qū)動(dòng)部分，目前多是洗墻燈，舞臺(tái)燈光，屏幕等要

求顏色變更要求較高的產(chǎn)品上。

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

單通道大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)器DD311

DD311是一單通道輸出的LED恒流驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)建電流鏡及電流開(kāi)關(guān)組

件，是專(zhuān)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(guò)調(diào)整參考輸入電流(IREF)來(lái)隨

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(lái)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)崿F(xiàn)多顆LED間整體亮度同時(shí)調(diào)整。芯片的輸出

端可承受高達(dá)36V的電壓，支持多顆大功率LED的串接應(yīng)用。內(nèi)建輸

出訪能端（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）

一最小輸出電壓要求：IV（當(dāng)lout=1A時(shí)）

一最大輸出承受電壓：36V（輸出通道漏電流小于O.luA）

共32頁(yè)，第32頁(yè)最大輸出訪能頻率：1MHz

』絕佳的恒流輸出特性

應(yīng)用

-LED建筑/消遣/景觀照明

—LED一般或特用照明

—LED背光源應(yīng)用

封裝形式

-T0-252單通道大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)器DD312

DD312是專(zhuān)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(guò)外掛電阻來(lái)設(shè)定輸出恒流值。透過(guò)芯片的使能端可以

限制輸出通道的開(kāi)關(guān)時(shí)間，切換頻率最高達(dá)一兆赫（1MHz）。電流輸出

反應(yīng)極快，支持高色階變更及高畫(huà)面刷新率的應(yīng)用。內(nèi)建開(kāi)路偵測(cè)，

過(guò)熱斷電，及過(guò)電流愛(ài)惜功能，使應(yīng)用系統(tǒng)的牢靠性大為提升。

DD312特色

「最大輸出電流：1A（透過(guò)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

「最大輸出承受電壓：18V

「最大輸出訪能頻率：1MHz

」芯片工作電壓范圍：518V

「過(guò)電流愛(ài)惜功能

「過(guò)熱斷電功能

「過(guò)熱警示功能（S0P8封裝具備）

-LED開(kāi)路檢測(cè)功能（S0P8封裝具備）

封裝形式

「TO-252或SOP8（帶散熱片）SC16722是專(zhuān)用為L(zhǎng)ED串接級(jí)連應(yīng)用設(shè)計(jì)

的CMOS集成電路，可供應(yīng)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,允許用戶(hù)在5V信號(hào)不變的狀況下靈敏的選擇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(zhuān)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(guò)三個(gè)外掛電阻分別設(shè)定輸出電流值。并特殊設(shè)計(jì)三

個(gè)使能端，可個(gè)別獨(dú)立限制三輸出通道的開(kāi)關(guān)時(shí)間，切換頻率最高達(dá)

一兆赫（1MH,）。電流輸出反應(yīng)極快，支持高色階變更及高畫(huà)面刷新率

的應(yīng)用。芯片內(nèi)建過(guò)熱斷電及過(guò)電流愛(ài)惜功能，使應(yīng)用系統(tǒng)牢靠性更

為提升。

DD313特色

「三輸出通道，可個(gè)別限制電流及色階變更

「最大輸出電流：500mA（分別由三個(gè)外掛電阻設(shè)定）

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

「最大輸出承受電壓：18V

「最大輸出訪能端頻率：1MHz

」芯片工作電壓：5V?18V

「過(guò)電流愛(ài)惜功能

「過(guò)熱斷電功能

應(yīng)用

-LED建筑/消遣/景觀照明

「LED一般或特用照明

-LED背光源應(yīng)用

封裝形式

-SOP16或TSS0P16（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

等須要級(jí)聯(lián)限制的場(chǎng)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）輸出及使能限制的LED驅(qū)動(dòng)芯片，

專(zhuān)為L(zhǎng)ED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(duì)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)輸出端剛好鐘信號(hào)輸出端皆可串接至下一芯片。獨(dú)特的「輸出端極

性反轉(zhuǎn)功能」可及大功率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)外掛電阻分別限制）

最大輸出承受電壓：17V

最大串行時(shí)鐘頻率:20MHz

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

具PWM自由運(yùn)行實(shí)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裝飾及照明

戶(hù)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(chē)等代表性IC,因其IC種類(lèi)太多，在此

僅介紹具有代表性的IC,供大家溝通學(xué)習(xí)。有些高壓IC也可以應(yīng)用

到這個(gè)電壓范圍，在這里就不在重復(fù)介紹。ZetexSemiconductorsplc

特地設(shè)計(jì)，生產(chǎn)及推銷(xiāo)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，便利運(yùn)用的集成電路及完全自訂的集成

電路，在通信，家電，汽車(chē)，及工業(yè)市場(chǎng)，迎戰(zhàn)現(xiàn)今電子業(yè)開(kāi)發(fā)

設(shè)計(jì)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。低壓升壓LED恒流器件全系列做的比較精彩的公司

之一。

下圖輸入電壓范圍從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

圖輸入電壓范圍從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.下圖輸入電壓范圍從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,可以1.5-5.5V輸入電壓，2倍

壓升壓輸出最大400mA。

外圍器件是目前最少的之一。

SP6685是一種恒定電流充電泵。主要用于驅(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。該充電泵可

以設(shè)定二種不同的恒定電流值，分別驅(qū)動(dòng)照相機(jī)閃光燈和攝像機(jī)照明

燈。SP6685可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換升壓和降壓工作狀態(tài)，確保半導(dǎo)體照明燈

(LED)的工作電流及正向電壓無(wú)關(guān)。該電路所需的電流采樣基準(zhǔn)電壓

很低(50mV),可以用阻值很小的表面貼裝電阻器。

凌特美信也有相關(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)PWM

限制器，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(ài)惜電路，IC使能電路，輸入電壓檢測(cè)

電路，邏輯限制電路和功率MOS管。PT4105接受固定頻率的電壓模

式來(lái)調(diào)整LED電流，其200mV的低反饋電壓可降低功耗和提高效率。

此外，PT4105還含有限流功能以及過(guò)酷愛(ài)惜功能以避開(kāi)在輸出過(guò)載

時(shí)對(duì)器件造成損害。

PT4105是5-18V輸入電壓下驅(qū)動(dòng)白光LED的志向選擇。PT4105可驅(qū)

動(dòng)單顆1W(350mA)或3W(700mA)白光或其他顏色的LED。其寬的輸入

電壓范圍和高輸出電流實(shí)力，也可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)3顆串聯(lián)1W或3W白光

LED,或者串-并組合驅(qū)動(dòng)3x3顆1TV白光LED,等等。

AMC7150是一款應(yīng)用特殊廣泛的LED降壓型驅(qū)動(dòng)IC,目前市場(chǎng)上有多

家公司替代產(chǎn)品出現(xiàn)，可以應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)3顆以?xún)?nèi)1LED或1顆3WLED,

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鋰電池電壓范圍

升壓到40V為2T0顆LED400mA的轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)。下圖為美信一款寬電

壓范圍的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)TC,可以廣泛的應(yīng)用于各種高

電壓浮動(dòng)的供電范圍，驅(qū)動(dòng)大功率LED的相應(yīng)產(chǎn)品中。美國(guó)國(guó)半公司

的LP5520,可以應(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)用及DMX512燈光協(xié)議

DMX512協(xié)議是美國(guó)舞臺(tái)燈光協(xié)會(huì)(USITT)于1990年發(fā)布的一種燈光

限制器及燈具設(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電氣特性及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都是一祥的。

DMX512數(shù)據(jù)協(xié)議規(guī)定運(yùn)用250Kbps的波特率。

在進(jìn)行正常數(shù)據(jù)傳輸之前，發(fā)