Современные светодиоды

Схемы питания и управления светодиодами

При разработке схем питания и управления светодиодами, работа­ющими в стационарных условиях, требуется учитывать такие факторы, как сложность и стоимость управляющей схемы, ее к. п. д, а также возможность компенсации температурной зависимости интенсивности излучения светодиодов.

h=

»0мА

»—

40 мА

А— ^

30 мА

......

“—-

-Импуі

ьсныйт

ОК СО СІ

важное

20 мА ъю 100 10 мА

>-

40 60 80 100 120

Температура в термостате Т0, °С

8,0

и

^7,5

и

І 7>°

I 6,5 1^

* 6,0

0

0 5,5

Е

5,0

20

■ ■ ■

-

УФСДА

Чл=293

Т= 20 °С

GaN

нм

-

_

г"'

Ш

О 150

о

I

ІІ00

О

а<

0 с

S

1

л

50

0

0 10 20 30 40 50 60

Постоянный прямой ТОК 1р мА

Схемы питания и управления светодиодами

Рис. 6.7. Зависимость прямого напряжения от температуры в термостате, полученная для светодиода УФ-диапазона AlGaN в импульсном режиме со скважностью 1000 (а) и зависимость температуры р-п-перехода от постоянного тока для того же диода (б) (Xi et al., 2005)

0 20 40 60 80 100

Постоянный ток I, мА

• г —1 ■ !--------------- --------------------------

- ТОЧНОСТЬ

__ф_± з °С.-#-+15°С

іег—

Г

j=e=<

MiF-4

= 20 °0 . t '

т -

.красный СД AlInGaP л

. точность • -4-+ 3 °С. ± 5 °С

и

U т

•*са

гпег

j

ы

= 20 °С - . *

Т-

0 20 40 60 80 100

Постоянный ток I, мА

Рис. 6.8. Зависимость температуры р-п-перехода и температуры носителей в светодиодах от постоянного тока. Измеренные температуры носителей несколько завышены относительно реальных значений, что связано с ушире - нием спектров многокомпонентных твердых растворов вследствие флуктуации

состава

Самой простой схемой управления светодиодами является источ­ник постоянного напряжения-, батарея или трансформатор с выпрями­телем на выходе. Все схемы питания светодиодов постоянным напря­жением обладают двумя недостатками. Во-первых, зависимость тока, протекающего через диод, от напряжения носит экспоненциальный

характер. Поэтому незначительные изменения управляющего напря­жения приводят к серьезным изменениям тока. Во-вторых, пороговое напряжение диода зависит от температуры. Поэтому любые изменения температуры вызывают сильные изменения тока.

На рис. 6.9 показаны вольтамперные характеристики светодиодов, работающих от источника постоянного напряжения. Видно, что после­довательное включение диода с резистором снижает температурную чувствительность тока, протекающего через диод. При таком спосо­бе включения светодиода температурный коэффициент протекающего через него тока, определяется величиной последовательного сопротив­ления и температурными характеристиками самого диода.

10

Схемы питания и управления светодиодами

'I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

О 0,5 1,0 1,5 2,0

Напряжение V, В

Рис. 6.9. Схема питания светодиодов с последовательным сопротивлением Rs. Рабочими считаются точки пересечения нагрузочных линий с вольтамперными характеристиками. Наличие в схеме небольших сопротивлений Rs приводит к росту тока через диод при повышении температуры, что позволяет компенси­ровать снижение интенсивности излучения

Интенсивность излучения светодиодов из-за безызлучательной ре­комбинации с ростом температуры снижается. При увеличении тем­пературы снижается и величина порогового напряжения. Для умень­шения температурной зависимости интенсивности излучения светодио­дов применяют источники постоянного напряжения с последовательно включенными резисторами. Как видно из рис. 6.9, в таких схемах при увеличении температуры ток, протекающий через диод, растет, т. е. происходит компенсация снижения интенсивности излучения, вы­званного ростом температуры. Но здесь следует отметить, что при использовании последовательного сопротивления уменьшается эффек­тивность преобразования электрической энергии в световую, поскольку часть электрической мощности теряется на резисторе.

Температурная зависимость интенсивности излучения светодиодов особенно сказывается в тех случаях, когда светодиоды эксплуатиру­ются вне помещений. Например, в жаркие летние дни температура и освещение довольно высоки, а в условиях повышенной внешней осве­щенности светодиоды должны светиться ярче. Однако интенсивность излучения светодиодов с ростом температуры, наоборот, снижается. Для компенсации снижения интенсивности излучения, а также для ее некоторого увеличения при повышении температуры необходимо увеличивать управляющий ток.

Схема управления светодиодом по постоянному току может состо­ять из транзисторного каскада, нагрузкой для которого является сам диод. Такая схема позволяет регулировать интенсивность излучения светодиода, не меняя его порогового напряжения и температуры. Од­нако в схеме не происходит компенсации снижения интенсивности излучения светодиода с ростом температуры.

Упражнение. Компенсация температурной зависимости интенсивности излучения светодиодов при помощи управляющей схемы

Рассмотрим светодиод, у которого характеристическая температура Ті — = 100 К, пороговое напряжение при температуре 20 °С равно 1,4 В, темпера­турный коэффициент порогового напряжения составляет —2,1 мВ/К, а диффе­ренциальное сопротивление, определенное на линейном участке вольтамперной характеристики при прямых напряжениях больше порогового напряжения, равно 5 Ом. Будем считать, что температурная зависимость интенсивности излучения светодиода задается выражением

/ = /1 - ехрНТ-ЗООКЭ/Т,].

Ізоо К

Требуется разработать схему управления, состоящую из источника постоян­ного напряжения и резистора, компенсирующую температурную чувствитель­ность интенсивности излучения светодиода так, чтобы интенсивность излу­чения была одинаковой и в точке замерзания воды (0 °С) и при 60 °С. При температуре замерзания воды ток через диод должен быть 20 мА.

Решение

Для поддержания независимости интенсивности излучения от температуры ток через диод при температуре 60 °С должен быть 36,4 мА. На графиках вольтамперных характеристик светодиода найдем соответствующие значения температуры 0 °С и 60 °С, проведем нагрузочную линию через точки 0 °С, 20 мА и 60 °С, 36,4 мА и определим следующие параметры схемы управления: источник постоянного напряжения должен выдавать напряжение V = 1,6 В, а последовательное сопротивление должно быть 2,7 Ом.

Современные светодиоды

Світ світла — сучасні LED світильники для дому та двору

Для освітлення будинку та двору все рідше використовуються звичні лампи розжарювання та люмінесцентні лампи. З колишніх позицій їх швидко витісняють лед світильники. І це закономірно, адже вони мають цілу низку …

Особенности многоламповых подвесных светильников

Современные многоламповые подвесы сегодня применяются при обустройстве пространств в различных интерьерах для создания эстетического и функционального освещения. Они привлекают своим необычным внешним видом и способностью создавать приятную атмосферу, гармонично вписываясь …

Энергоэффективные светодиодные панели: современное освещение для офиса

В современном мире энергосбережение и экологичность становятся всё более важными аспектами при выборе осветительных решений для офисов. Одним из наиболее эффективных и популярных вариантов являются светодиодные панели. Эти устройства обеспечивают …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.