简介:LED手电筒驱动是LED手电筒能正常使用必不可少的电子原件,它是以发光二极管作为光源的一种新型照明工具,它具有省电、耐用、亮度强等优点。
发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。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(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光,如图1所示。
假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即
λ≈1240/Eg(mm)
式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光),半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。
特性1.极限参数的意义
(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。
(2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。
(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。
(4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。
前景:市场上出现一种LED手电筒,这种手电前端为5~8个高亮度发光管,使用1~2节电池。由于使用超高亮度发光管的原因,发光效率很高,工作电流比较小,实测使用一节五号电池5头电筒, 电流只有100 mA左右。非常省电。
工作原理:接通电源后,VT1因R1接负极,而c1两端电压不能突变。VT1(b)极电位低于e极,VT1导通,VT2(b)极有电流流入,VT2也导通,电流从电源正极经L、VT2(c)极到e极,流回电源负极,电源对L充电,L储存能量,L上的自感电动势为左正右负。经c1的反馈作用,VT1基极电位比发射极电位更低,VT1进入深度饱和状态,同时VT2也进入深度饱和状态,即Ib>Ic/β(β为放大倍数)。随着电源对c1的充电,C1两端电压逐渐升高,即VTI(b)极电位逐渐上升,Ib1逐渐减小, 当Ib1<=Ic1/β时,VT1退出饱和区,VT2也退出饱和区,对L的充电电流减小。此时.L上的自感电动势变为左负右正,经c1反馈作用。VT1基极电位进一步上升,VT1迅速截止,VT2也截止,L上储存的能量释放,发光管上的电源电压加到L上产生了自感电动势,达到升压的目的。此电压足以使LED发光。