光电工程师社区

标题: LED光源设计 [打印本页]

作者: suncon 时间: 2004-1-3 10:39
标题: LED光源设计
LED光源设计

未来新概念——白光LED让资本趋之若鹜
半导体晶体管以及集成电路的发明使计算机成为人类社会不可或缺的东西，这算得上是２０世纪最重要的技术革命。那么，半导体引起的下一个技术革命将是什么呢？那应该是氮化镓（ＧａＮ）材料的半导体发光二极管（Ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ? 简称为ＬＥＤ）。目前?大多ＬＥＤ产品主要是以红色、黄色和绿色为主。ＧａＮ第三代半导体技术的成熟使得蓝色ＬＥＤ产品问世。蓝光ＬＥＤ的出现，不仅是丰富了ＬＥＤ家族的色彩，有了红橙黄绿青蓝紫全彩，更重要的是出现了白光ＬＥＤ，使得半导体照明和显示逐步走进现代人的生活。这场革命离我们越来越近了，也将是企业家获得巨大利润的新战场。
  白光ＬＥＤ节能环保寿命长，应用前景十分广阔
  白光ＬＥＤ与传统的照明和显示光源相比较，有很多明显的优势。首先是节能和寿命长。传统的白炽灯泡采用的是热发光技术，它浪费了９０％的能源。而发光二极管将给长达上百年历史的钨丝灯泡时代划上句号，它的效能转换率非常高，大大节省了用电量。据相关资料介绍，白光ＬＥＤ照明的耗电量仅为相同亮度白炽灯的１０％～２０％。普通灯泡只能用１０００小时，白光ＬＥＤ灯可用１０００００小时。
  其次是环保。由于只用３伏的电压，并且是直流电，没有电磁干扰。同时，由于寿命长，产生的废物少，且不像日光灯点亮后会产生汞蒸汽等污染物。其他的优点是，这种ＬＥＤ固体照明光源的体积小、重量轻、方向性好，并可耐各种恶劣条件，比如可以泡放在水中等。这些优点使它对传统光源市场将造成巨大的冲击。
  目前，白光ＬＥＤ最大的问题是价格还太贵，单个白光ＬＥＤ的价格在３元～５元之间，进入大规模应用还需要时间。不过，若干年后，随着该产品投入批量生产，单个发光管的成本有可能降到几毛钱甚至几分钱。
  白光ＬＥＤ有着广阔的应用前景。比如动态平板显示，白光ＬＥＤ可广泛地应用于广场、机场、车站、码头、街头等处的显示屏，以白光作为背光源，作为信息发布和广告宣传等用途。再比如用高亮度的白光ＬＥＤ取代传统的交通和车类信号指示灯。由于高亮度的ＬＥＤ与传统的铁路、公路的各种交通信号灯和各种车辆指示灯相比较，具有高效节能、响应速度快、寿命长、抗震动、耐冲击等优点，取而代之是迟早的事情。比如以高亮度的ＬＥＤ作为汽车的外部信号指示灯，不仅可以因耗电少而降低汽车油耗，而且由于ＬＥＤ作为刹车灯时，其响应速度快，可大大降低交通事故。此外，也可以用在航标灯上。当然，白光ＬＥＤ最大的应用将在照明上，由于半导体白光ＬＥＤ的功耗只有现在不同光源功耗的１／１０，而且随着半导体材料的大量生产，成本将大大下降，因此其最大应用将是取代普通白炽灯、日光灯照明光源，促使照明行业发生巨大的变革，在这一领域的市场将是无限的。
  各国争相推行白光ＬＥＤ，巨大市场吸引众多企业的投资
  目前，世界上掌握ＬＥＤ技术的半导体公司纷纷和老牌灯泡制造商结盟，投资抢占这个可以说是未来最大的照明市场。譬如美国惠普公司联合了日本日亚和德国西门子；美国克雷公司、德国西门子又和奥斯林联合；美国ＥＭＣＯＲＥ公司和通用公司联合等。德国奥斯林和美国通用电气公司都是世界三大灯泡制造商之一。半导体照明灯已对传统的白炽灯发起了挑战。
  由于白光ＬＥＤ照明的各项优势，尤其是在能源与环保方面，各国和地区的政府均给予了大力的扶持。美、日、欧盟皆由官方成立专案，编列预算与计划推行。以我国的台湾为例，若以白光ＬＥＤ取代传统光源，每年约可省下一座核能电厂的电力。目前，各国政府针对白光ＬＥＤ推行的计划有：日本的２１世纪光计划，时间是从１９９８年～２００２年，将耗费５０亿日元推行白光照明，要在２００６年完成用白光ＬＥＤ照明替代５０％的传统照明；美国的国家半导体照明计划，时间是从２０００年～２０１０年，计划将耗资５亿美元，届时如果有５５％的照明被代替，美国每年可以节省上百亿美元；欧盟的彩虹计划，在２０００年７月启动，通过欧洲共同体的补助金，推广白光ＬＥＤ的应用。
  据预测，到２００３年，白光市场规模将达２７０亿美元，每年的成长率超过三成。估计到２００５年，全球将有１／２的钨丝灯泡和全部日光灯将由白光ＬＥＤ取代。
  白光ＬＥＤ开始在我国走向产业化，市场潜能一触即发
  目前，蓝光发光ＬＥＤ、白光发光ＬＥＤ产品只有日本、美国的少数几个超级大公司提供，市场需求量相当大。我国是少数几个掌握蓝色、白色ＬＥＤ制造技术的国家，目前已经掌握了生产蓝光ＬＥＤ、白光ＬＥＤ产品的核心生产技术，达到国际先进水平。目前，许多国家在半导体材料发展计划中都对发光器件的研制提出了明确的发展目标。我国对ＧａＮ材料及其发光器件的研制与产业化工作也非常重视，在国家“８６３”计划以及超级“８６３”计划中都给予了重点支持
  北京大学早在１９９８年就成功合成了ＧａＮ半导体材料，并成功研制出了我国第一个篮光发光二极管，是我国最早掌握该项技术的单位之一。白光ＬＥＤ也已经达到了产业化的水平，根据评定测试，白光ＬＥＤ的光谱已经接近太阳光的可见区域光谱，已经可以作为非常好的照明器件。目前北京大学已经与许多厂家积极合作开发下游产品。许多半导体白光产品将在年内问世。
  企业可以在白光ＬＥＤ的三个领域中投资，即上、中、下游。上游是指生产蓝光晶片材料，中小规模投资一般需要６０００万元左右；中游是指切割蓝光晶片做成蓝光芯片并封装，涂上荧光粉，做成白光发光二极管，中小规模投资一般需要４０００多万元；下游是指使用白光ＬＥＤ制成产品，比如生产手电筒、指示灯、信号灯等，投资规模在几十到几百万元就可以了。
  随着白光ＬＥＤ的技术与应用在我国进一步发展，人们对它的需求将会迅猛增加。最近有报道说北京要搞一个灯火不夜街，提出要用最新型的材料——环保聚能型发光二级管，就是ＬＥＤ的照明光源。而且，２００８年的奥运会在我国召开，将为白光照明提供丰富的商机。北京奥运将是一届推陈出新、高科技的奥运，白光的使用也正是这个主题的体现，届时很多的奥运场馆将使用白光照明。一旦白光ＬＥＤ照明进入我们的家庭应用，可以想象那将是多么大的市场。
  白光出来以后，又产生了一些新的研究领域。以前都是灯泡照明，测量和描述有它一套系统的东西，比如说灯泡是按瓦来度量，是按热效应来计量的，白光则不是这个概念了。另外，配电系统的输电网络分配也要发生变化，因为白光使用的直流３伏电压，而我们现在的输电系统普遍是２２０伏的，那么就需要考虑，是直接输入３伏的直流电，还是加变压器。这又是一个新的课题。目前，这些课题正在研究中。这将影响白光ＬＥＤ照明短期的推进和发展。
  无论如何，白光ＬＥＤ已经展示给我们一个清晰的、光明的前景。我们完全有理由开始憧憬我们未来的照明环境。对企业投资者来说，这也将是一次千载难逢的商机。

作者: suncon 时间: 2004-1-3 10:39
标题: LED光源设计
ＬＥＤ变色节能灯
文摘本实用新型是一种ＬＥＤ变色节能灯，包含线路控制板、ＬＥＤ发光体和灯罩，ＬＥＤ发光体安装在线路控制板上，灯罩内壁均匀分布有细槽；其中所述的细槽可为横向或纵向，而所述的ＬＥＤ发光体和线路控制板设有反射板，所述的反射板是不锈钢做成的；所述的线路控制板上还设有ＩＣ控制芯片。本实用新型简化了结构，发光更加均匀、柔和，大大增强了ＬＥＤ变色灯的照度及效果。

作者: suncon 时间: 2004-1-3 10:40
标题: LED光源设计
长寿命的发光二极管集成器件
文摘一种长寿命的发光二极管集成器件，其特征是：在一个共用基片上形成发光二极管ＬＥＤ－稳压二极管Ｗ集成器件，稳压二极管Ｗ的正端接ＬＥＤ负端，其负端与ＬＥＤ正端连接，稳压二极管Ｗ的反向导通电压必须高于ＬＥＤ的工作电压。同原有的发光二极管比较，本发明的ＬＥＤ－Ｗ集成器件具有突出的优点：１）以本器件取代现有的ＬＥＤ，用于制造铁路信号灯、城市交通红绿灯、航标灯、大屏幕显示，其使用寿命提高４～５倍；２）以ＬＥＤ－Ｗ集成器件取代ＬＥＤ制造铁路信号灯、城市交通红绿灯，每个灯具增加费用为１０余元，而更换一个灯具代价为上千元，每年可节省费用数亿人民币；３）赋ＬＥＤ新的功能，增添一种新器件，使其应用范围更为广泛。

作者: suncon 时间: 2004-1-3 10:40
标题: LED光源设计
紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法
文摘本发明涉及一种紫光发光二极管激发的三基色荧光粉，由主要发射峰在红光区的红粉、主要发射峰在蓝光区的蓝粉和主要发射峰在绿光区的绿粉组成。红粉为三价铕激活的钇铝石榴石，蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶／钙，绿粉为铈激活的钇铝石榴石。采用高温固相反应制备三种荧光粉，将红、蓝、绿三种荧光粉按重量比（０．５－２）∶（０．７－２．３）∶（２－５）混合。在紫光ＬＥＤ激发下发白光，解决了吸收紫光而发出白光的单一荧光粉很难实现的技术问题，可作为紫光ＬＥＤ发光材料广泛应用于发光领域。

作者: suncon 时间: 2004-1-3 10:41
标题: LED光源设计
未来新概念——白光LED让资本趋之若鹜
半导体晶体管以及集成电路的发明使计算机成为人类社会不可或缺的东西，这算得上是２０世纪最重要的技术革命。那么，半导体引起的下一个技术革命将是什么呢？那应该是氮化镓（ＧａＮ）材料的半导体发光二极管（Ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ? 简称为ＬＥＤ）。目前?大多ＬＥＤ产品主要是以红色、黄色和绿色为主。ＧａＮ第三代半导体技术的成熟使得蓝色ＬＥＤ产品问世。蓝光ＬＥＤ的出现，不仅是丰富了ＬＥＤ家族的色彩，有了红橙黄绿青蓝紫全彩，更重要的是出现了白光ＬＥＤ，使得半导体照明和显示逐步走进现代人的生活。这场革命离我们越来越近了，也将是企业家获得巨大利润的新战场。
  白光ＬＥＤ节能环保寿命长，应用前景十分广阔
  白光ＬＥＤ与传统的照明和显示光源相比较，有很多明显的优势。首先是节能和寿命长。传统的白炽灯泡采用的是热发光技术，它浪费了９０％的能源。而发光二极管将给长达上百年历史的钨丝灯泡时代划上句号，它的效能转换率非常高，大大节省了用电量。据相关资料介绍，白光ＬＥＤ照明的耗电量仅为相同亮度白炽灯的１０％～２０％。普通灯泡只能用１０００小时，白光ＬＥＤ灯可用１０００００小时。
  其次是环保。由于只用３伏的电压，并且是直流电，没有电磁干扰。同时，由于寿命长，产生的废物少，且不像日光灯点亮后会产生汞蒸汽等污染物。其他的优点是，这种ＬＥＤ固体照明光源的体积小、重量轻、方向性好，并可耐各种恶劣条件，比如可以泡放在水中等。这些优点使它对传统光源市场将造成巨大的冲击。
  目前，白光ＬＥＤ最大的问题是价格还太贵，单个白光ＬＥＤ的价格在３元～５元之间，进入大规模应用还需要时间。不过，若干年后，随着该产品投入批量生产，单个发光管的成本有可能降到几毛钱甚至几分钱。
  白光ＬＥＤ有着广阔的应用前景。比如动态平板显示，白光ＬＥＤ可广泛地应用于广场、机场、车站、码头、街头等处的显示屏，以白光作为背光源，作为信息发布和广告宣传等用途。再比如用高亮度的白光ＬＥＤ取代传统的交通和车类信号指示灯。由于高亮度的ＬＥＤ与传统的铁路、公路的各种交通信号灯和各种车辆指示灯相比较，具有高效节能、响应速度快、寿命长、抗震动、耐冲击等优点，取而代之是迟早的事情。比如以高亮度的ＬＥＤ作为汽车的外部信号指示灯，不仅可以因耗电少而降低汽车油耗，而且由于ＬＥＤ作为刹车灯时，其响应速度快，可大大降低交通事故。此外，也可以用在航标灯上。当然，白光ＬＥＤ最大的应用将在照明上，由于半导体白光ＬＥＤ的功耗只有现在不同光源功耗的１／１０，而且随着半导体材料的大量生产，成本将大大下降，因此其最大应用将是取代普通白炽灯、日光灯照明光源，促使照明行业发生巨大的变革，在这一领域的市场将是无限的。
  各国争相推行白光ＬＥＤ，巨大市场吸引众多企业的投资
  目前，世界上掌握ＬＥＤ技术的半导体公司纷纷和老牌灯泡制造商结盟，投资抢占这个可以说是未来最大的照明市场。譬如美国惠普公司联合了日本日亚和德国西门子；美国克雷公司、德国西门子又和奥斯林联合；美国ＥＭＣＯＲＥ公司和通用公司联合等。德国奥斯林和美国通用电气公司都是世界三大灯泡制造商之一。半导体照明灯已对传统的白炽灯发起了挑战。
  由于白光ＬＥＤ照明的各项优势，尤其是在能源与环保方面，各国和地区的政府均给予了大力的扶持。美、日、欧盟皆由官方成立专案，编列预算与计划推行。以我国的台湾为例，若以白光ＬＥＤ取代传统光源，每年约可省下一座核能电厂的电力。目前，各国政府针对白光ＬＥＤ推行的计划有：日本的２１世纪光计划，时间是从１９９８年～２００２年，将耗费５０亿日元推行白光照明，要在２００６年完成用白光ＬＥＤ照明替代５０％的传统照明；美国的国家半导体照明计划，时间是从２０００年～２０１０年，计划将耗资５亿美元，届时如果有５５％的照明被代替，美国每年可以节省上百亿美元；欧盟的彩虹计划，在２０００年７月启动，通过欧洲共同体的补助金，推广白光ＬＥＤ的应用。
  据预测，到２００３年，白光市场规模将达２７０亿美元，每年的成长率超过三成。估计到２００５年，全球将有１／２的钨丝灯泡和全部日光灯将由白光ＬＥＤ取代。
  白光ＬＥＤ开始在我国走向产业化，市场潜能一触即发
  目前，蓝光发光ＬＥＤ、白光发光ＬＥＤ产品只有日本、美国的少数几个超级大公司提供，市场需求量相当大。我国是少数几个掌握蓝色、白色ＬＥＤ制造技术的国家，目前已经掌握了生产蓝光ＬＥＤ、白光ＬＥＤ产品的核心生产技术，达到国际先进水平。目前，许多国家在半导体材料发展计划中都对发光器件的研制提出了明确的发展目标。我国对ＧａＮ材料及其发光器件的研制与产业化工作也非常重视，在国家“８６３”计划以及超级“８６３”计划中都给予了重点支持
  北京大学早在１９９８年就成功合成了ＧａＮ半导体材料，并成功研制出了我国第一个篮光发光二极管，是我国最早掌握该项技术的单位之一。白光ＬＥＤ也已经达到了产业化的水平，根据评定测试，白光ＬＥＤ的光谱已经接近太阳光的可见区域光谱，已经可以作为非常好的照明器件。目前北京大学已经与许多厂家积极合作开发下游产品。许多半导体白光产品将在年内问世。
  企业可以在白光ＬＥＤ的三个领域中投资，即上、中、下游。上游是指生产蓝光晶片材料，中小规模投资一般需要６０００万元左右；中游是指切割蓝光晶片做成蓝光芯片并封装，涂上荧光粉，做成白光发光二极管，中小规模投资一般需要４０００多万元；下游是指使用白光ＬＥＤ制成产品，比如生产手电筒、指示灯、信号灯等，投资规模在几十到几百万元就可以了。
  随着白光ＬＥＤ的技术与应用在我国进一步发展，人们对它的需求将会迅猛增加。最近有报道说北京要搞一个灯火不夜街，提出要用最新型的材料——环保聚能型发光二级管，就是ＬＥＤ的照明光源。而且，２００８年的奥运会在我国召开，将为白光照明提供丰富的商机。北京奥运将是一届推陈出新、高科技的奥运，白光的使用也正是这个主题的体现，届时很多的奥运场馆将使用白光照明。一旦白光ＬＥＤ照明进入我们的家庭应用，可以想象那将是多么大的市场。
  白光出来以后，又产生了一些新的研究领域。以前都是灯泡照明，测量和描述有它一套系统的东西，比如说灯泡是按瓦来度量，是按热效应来计量的，白光则不是这个概念了。另外，配电系统的输电网络分配也要发生变化，因为白光使用的直流３伏电压，而我们现在的输电系统普遍是２２０伏的，那么就需要考虑，是直接输入３伏的直流电，还是加变压器。这又是一个新的课题。目前，这些课题正在研究中。这将影响白光ＬＥＤ照明短期的推进和发展。
  无论如何，白光ＬＥＤ已经展示给我们一个清晰的、光明的前景。我们完全有理由开始憧憬我们未来的照明环境。对企业投资者来说，这也将是一次千载难逢的商机。

作者: suncon 时间: 2004-1-3 10:42
标题: LED光源设计
冷漠的灯光
新的LED显示屏像低能耗的卤素灯一样亮，但其产生的热量很少且耗电量很小。在许多地方，这些高亮度的LED已取代了交通指示灯的灯泡。而鲜红、鲜绿、鲜蓝色LED的出现开创了户外超大屏幕彩色显示器时代。高亮度的白色LED应用于节能手电筒、探照灯等许多方面。

这一切与电脑有何关系呢？有很大关系。至少在不远的将来。例如，你的笔记本电脑最脆弱的部分是什么？是硬盘和显示屏背光板的荧光灯管（别问我是怎么知道的）。一些笔记本电脑显示器的边缘将很快有几排红、蓝、绿色的LED，它们将混合成为白光。

虽然荧光灯在每流明的瓦数上比LED效率更高，但是LED能做荧光灯所不能做的许多事，例如产生真红色和调整色温。你可以调节你下一台笔记本的色度平衡以适应诸如照片编辑和精确色彩匹配这样的任务。LED背光也许能在桌面系统的纯平显示器中派上用场。

想象一台比手电筒大不了多少的投影机，它可以在桌面上的屏幕投影出漂亮的图像，而且没有现在投影机的热量、闪烁和风扇的噪声。由于LED已经是红蓝绿色，因此就不再需要DLP投影机的色轮，LCD投影机的亮度也不再被滤光器件削弱。没有了移动的部件，数千小时的光源寿命——这能不叫人喜欢吗？特别是当这些LED变得更亮时。

新的白色LED的亮度足够照明用了。你也许已经买到了使用LED的闪光灯和DV摄像机的附加照明灯，Nikon还提供了白色的环形灯以进行无阴影的微距摄影。Lumileds将于今年秋天引进一种新型暖白色的LED。我有样品。它几乎与白炽灯无异。关注一下这种发展中的技术。其未来十分灿烂，你得戴上太阳镜看。

作者: suncon 时间: 2004-1-3 10:44
标题: LED光源设计
超高亮度发光二极管TLC-58
年来，随着半导体材料的研发及工艺的改进、提高，半导体发光技术有着极大的进步，主要表现在开发出发蓝光的LED以后又开发出发白光的LED；它的发光强度也在不断提高。普通的LED发光强度从几个mcd到几十个mcd；高亮度的LED发展到几百个mcd到上千个mcd；现在有了更大的突破，发光强度可达上万个mcd。这就是本文要介绍的TLC-58系列超高亮度发光二极管。
  TLC-58系列是VISHAY公司开发的新产品。该系列有四种发光颜色，分别为红、黄、纯绿和蓝，其型号依次为TLCR58、TLCY58、TLCTG58及TLCB58。该系列是直径φ5、无漫射透明树脂封装。关键技术是在GaAs上加入AlInGaP（红色及黄色LED）及在SiC上加入InGaN（纯绿色及蓝色lED）。非常小的发射角±4°提供了超高的亮度。另外，它能抗静电放电：材料AlInGaP为2kV，材料InGaN为1kV。
   极限参数
  TLCR58及TLCY58的主要极限参数：反向电压VR=5V；正向电流IF=50mA（Tamb≤85℃）；正向浪涌电流IFSM=1A（tp≤10μS）；功耗Pv＝135mW（Tamb≤85℃）；结温125℃；工作温度范围为-40℃～+100℃。
  TLCTG58及TLCB58的主要极限参数：反向电压VR=5V；正向电流IF=30mA（Tamb≤60℃）；正向浪涌电流IFSM=0.1A（tp≤10μs）；功耗Pv=135mW（Tamb≤60℃）；结温100℃；工作温度范围-40℃～+100℃。
   光及电特性
  该系列主要光特性及电特性如附表所示。它的测试条件是Tamb=25℃。
  这里需要指出，附表的参数都是在正向电流为极限参数条件下测得的，而其他厂是在IF=20mA条件下测得的。在与其他厂的产品作比较时要注意测试条件的不同。
  LED的允许最大功耗Pv与环境温度有关，它们的典型特性如图l～图2所示。LED的允许正向电流IF也与环境温度有关，如图3～图4所示。例如，红色LED在T≤85℃时允许的最大功耗为135mW，而在100℃时则减小到80mA；在T≤85℃时其正向电流可达50mA，但在100℃时减为30mA。
  这里要指出的是，一般LED的工作电流为2/3最大工作电流，即红色、黄色LED取其工作电流在15～35mA之间，而纯绿色、蓝色LED其工作电流在15～20mA之间。
  为了安全地工作，在LED电路中必须串联限流电阻R，如图5所示。限流电阻可按下式计算：
  R=（VCC-VF×n)/IF式中VCC为电源电压；VF为LED的正向电压，对红、黄色LED，VF取2.1V，对纯绿、蓝色LED，VF取3.9V；n为串联的LED数；IF为LED的正向电流，一般取10～20mA。例如，VCC=5V，串联2只红色LED，IF=15mA，限流电阻R为：
  R=(5V-2.1V×2)/15mA=53.3Ω可取R=50Ω。
  这种超高亮度LED可用于内部或外部的照明、制作户外大型显示屏（车站广场或运动场）。仪器面板指示灯、汽车高置刹车灯（由于亮度大，可视距离远，可增加行车安全性）、交通信号灯及交通标志（如红绿灯、高速公路交通标志等）。广告牌及指示牌。公交车站报站牌等。
  该器件封装尺寸与一般φ5LED基本相同，长引脚为阳极，短引脚为阴极。

作者: suncon 时间: 2004-1-3 10:48
标题: LED光源设计
[这个贴子最后由suncon在 2004/01/03 02:52am 第 1 次编辑]

低压闪光灯方案
摘要：本文介绍了手机和数码相机用低压闪光灯方案、主要器件，以及设计选用要求。
  关键词：低压闪光灯 Flash LED 电荷泵

  闪光灯是一个用途非常广泛的辅助工具，它是摄影光源的一种，当拍照时，周围环境的自然光源（日光）或人工光源（灯光等）不足的时候，闪光灯就成了弥补这一不足的机动光源。各种相机内置或外加的万次闪光灯，最通用的都是通过振荡和变压器升压，经电容器储存能量，在需要的瞬间释放并感应出高压，激发惰性气体发出脉冲光源，从而获得极强的瞬时功率。

  以高亮度LED为闪光灯源的低压闪光灯的出现，给传统的闪光灯带来一个革命性的变化。低压闪光灯不需要振荡电路、不需要升压变压器和储能大电容器，Flash LED只需要3.5—4.5V的直流电压、100mA的电流就可使其发出2000mcd—3000mcd的高亮度光线，照亮需要辅助光的被摄主体。LED低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积特小，特别适用于手机、数码相机和手持设备，因此将赢得整个手持影像产品市场的青睐。

  高压闪光灯电路

  目前常用的闪光灯电路大多是高压闪光灯电路，它由振荡电路、升压变压器、储能大电容器、高压线圈、惰性气体闪光灯组成，典型电路图如图1。

低压闪光灯方案

低压闪光灯的电路十分经济，主要由升压、稳压的电荷泵、Flash LED(LED闪光灯)、闪光控制开关组成。如图2所示。

低压闪光灯优势

• 低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积特小；
• 具备多种闪光灯模式，即自动闪光、脉冲闪光、连续单闪光、消除红眼闪光，还可作为DVC的照明；
• 整个电路主要由电荷泵和Flsah LED组成；
• 不需要高压，省去升压变压器和储能大电容器；
• 高亮度SMD Flsah LED发光能达2000-5000mcd；
• SMD Flsah LED功耗低、不发热、长寿命；
• 电容式电荷泵转换效率高、周边器件少；
• 电荷泵具有SHDN输入端，可接受主机的控制信号，自动操作；
• 所有器件均超小封装，占地面积小，安装成本低；
• 适用于手机、DSC、DVC；
• 适合带拍照功能手机，保护被拍照人隐私需要。

  手机相机闪光灯典型电路

  手机照相机的分辨率为20—100万像素，由于手机的体积都比较小，因此它所能给予安装闪光灯的空间也十分有限，Flash LED的几何尺寸是5X6X2.5mm，以后将会有3X3X2mm的更小封装，电荷泵是SOT-23封装，都是Mini型的，刚好能满足手机设计的要求。

  图3是100-200mA峰值电流的手机照相机闪光灯电路图，它用一颗AAT3110IGU-4.5V的电容式电荷泵，将手机锂电池的电压升压并稳压至4.5V，向一颗EL-61-25UWC Flash LED提供4.5V工作电压、100-200mA峰值电流，FDG335N MOSFET作为闪光开关，峰值电流经它形成回路。电荷泵的输入滤波电容器为10uF，输出滤波电容器为4.7uF，储能电容器为1uF，均选用等效串联电阻（ESR）小的X7R、X5R陶瓷电容器。RB为Flash LED平衡电阻，RF为峰值电流调节电阻，改变这个电阻可以设定峰值电流的大小，见表1 AAT3110IGU-4.5V峰值Flash LED电流试验表所示。图3为闪光前后Flash LED的电流变化图。

数码相机闪光灯典型电路

增加Flash LED的数量可以满足数码相机对闪光亮度和闪光距离的不同要求，图4是能提供300-400mA电流的数码相机闪光灯典型电路。一颗AAT3110IGU-4.5V电荷泵只能提供200mA峰值电流（最大IF=250mA/ 100ms），因此需要二颗AAT3110IGU-4.5V电荷泵并联才能输出400mA峰值电流；一颗Flash LED的IFP是100mA，因此400mA峰值电流能驱动四颗Flash LED。二颗AAT3110共享CIN 和COUT，可节省PCB空间和成本，第二颗AAT3110 (B) 和闪光门控制共用同一个信号，闪光停闪期间，二极管组成闪光门的RC泄放延迟电路。

LED闪光灯

  LED闪光灯目前都是一颗LED闪光灯安装五个蓝色LED管芯加上黄磷滤色镜的结构原理来发出白光的，这也是最经济实用的方案；用一颗RGB（红绿蓝）三色管芯LED也是可以合成白光，但一颗RGB LED比一颗LED闪光灯价格贵，红绿蓝三色要分别调控亮度才能合成白光，使用成本较高，只有在需要调节闪光色温和多彩的高级方案中才选用。

  LED闪光灯都带反光罩和透镜，因此在几米的距离内能提供均衡的光线。

  Flash LED的外形图和电路图符号如图5所示。Flash LED的主要技术参数是亮度（IV）、视角、前向电压（VF）、前向电流（IF）、功耗（Pd）、峰值电流IF(Peak)、外形尺寸。表2是常用Flash LED性能表。

  电容式电荷泵

  低压闪光灯Flash LED要其发出耀眼的白光，必需供给其恒定的电压和较大的电流，为了减少升压器件的工作频率对RF的影响，一般选用以电容器为电能传递中间体的电容式电荷泵；电容式电荷泵的效率按其升压方法分有倍频和分数倍频二种，前者效率约90%，后者效率约93-95%，效率的计算与输入、输出的电压有关；电容式电荷泵的开关工作频越高其所需的滤波电容器容量也越小，对RF的干扰也越小；电容式电荷泵按其输出分有恒压输出、恒流输出；对Flash LED驱动一般采用并联恒压、大电流瞬时驱动方案。

作者: 醉醒迷魂 时间: 2004-1-4 01:22
标题: LED光源设计
好啊

作者: prime 时间: 2004-1-4 21:07
标题: LED光源设计
那位仁兄能提供紫外的led以及超高亮度的兰色led（470nm，10cd）

作者: Thinfish 时间: 2004-1-6 18:13
标题: LED光源设计
顶！

作者: yuqian 时间: 2004-1-7 01:58
标题: LED光源设计
suncon 大侠,

好东西呀, 可是, 中国有没有生产?

作者: hellodeng 时间: 2004-1-7 17:37
标题: LED光源设计
不错啊!

作者: lixia 时间: 2004-1-7 22:40
标题: LED光源设计
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