文档介绍：第一章LED驱动IC与LED产业第一节LED的应用特点LED(LightEmittingDiode),即发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED其核心是PN结,因此,它具有一般P-N结的特性,即正向导通,反向截止和击穿特性。(a)LED基本结构(b)LED发光原理图1LED基本结构及发光原理在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合,过剩的能量会以光的形式释出,达成发光的效果。在图1(b)中,半导体的禁带宽度Eg决定了LED的发光波长。在可见光的波长范围(450nm~780nm)内,不同的波长决定了LED发光的颜色。流过PN结的电流大小(载流子复合的多少)决定了LED发光的强度。LED改变了传统的白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。LED的特点是寿命长、光效高、无辐射与低功耗,发出的光谱与半导体材料特性关联。因此,选择可见光频段的半导体材料制成的LED光源,可以避免无用的不可见光谱辐射,其光效较传统的白炽灯和节能灯提高很多。另一方面,由于不存在传统照明的红外热辐射,LED的使用寿命很长,理论上可以达到无穷大。然而,作为一种半导体器件,LED工作条件比传统的照明产品更加苛刻。关键的性能参数有最大正向直流电流(IFm)、最大反向电压(VRm)、工作环境温度(topm)、最大允许功率(Pm)等,任何一项参数的操作不当都可能造成LED的损坏,影响LED产品的使用寿命。LED驱动的需求即应运而生。第二节LED驱动ICLED发光亮度由电流大小决定,电流的稳定度将直接影响LED发光的质量,因此LED驱动IC主要目的是控制流过LED的电流。控制LED电流最简单的方法是采用恒定电压连接串联可变电阻的方式,通过调整电阻的大小实现调整LED的电流强度。这种解决方案成本低廉,但串联的电阻消耗功率,影响LED的低功耗优势,而且电阻散发的热能将导致LED芯片的环境温度上升,造成LED寿命下降。另外,当电源电压产生变化时,很难及时调整通过LED的电流,造成LED发光不稳定。因此,其应有局限在对LED发光质量没有严格要求的低成本的小功率LED产品中。通常,LED工作电流不能超过200mA。伴随着LED技术的不断进步,以及在很多LED的应用中对LED电流的控制精度要求不断提升,LED驱动电路的设计技术也在不断变革。近年来,LED产品的普及应用直接催动了另一个行业的蓬勃发展,即LED驱动IC。顾名思义,LED驱动IC即是应用于在LED上的驱动芯片,以达到使LED发光的效果。除此之外,LED驱动IC还应该在应用过程中对LED进行稳定工作状态的保护,以延长LED产品的使用寿命。LED驱动IC在设计上强调稳定性、低功耗以及侦错功能,通常还需要采用PWM技术来控制LED发光强度。图2LED三种LED驱动技术目前,市场上典型的LED驱动IC有两种,分别是开关电源稳压IC和线性稳压IC,对应的产品形态为开关电源驱动器和线性稳压驱动器。这两种驱动器分别适合不同等级的电流应用,如电流大于500mA的大电流应用中,线性驱动器限于自身结构原因,无法提供这样大的电流,只能采用开关稳压器。在200至500mA的中等电流应用中,既可以采用线性稳压器,也可以采用开关稳压器。LED驱动器