利用LDO改善白光LED電流的匹配度

在白光LED應用中最明顯的問題是產品的匹配性差，按照白光LED的典型規格，電流為20mA時正向電壓的最小值為3.0V，典型值為3.5V，最大值為4.0V。顯然，穩壓源不是合理的解決方案。利用相同的電流驅動每只LED可以獲得均勻亮度，但成本很高。大多數應用只是簡單地利用固定偏置電壓和限流電阻來獲得近似匹配的白光LED亮度，如圖1所示。

　　圖1 利用固定偏置電壓和限流電阻驅動LED電路

　　按照圖1設計的電路通常可以得到相當好的亮度匹配，但對于大批量生產的白光LED，雖然同一批次的產品具有相當一致的特征指標，但不同批次之間的一致性較差，這就需要對每一批次的白光LED進行測試，為其配置限流電阻。如果存在多個白光LED由不同生產商生產的情況，則問題將更加嚴重。下面選用了三個廠商生產的白光LED（分別用A、B、C表示）按照如圖1所示電路進行測試，測試參數見表1。標號為A的白光LED為選自一級白光LED生產商的產品，標號為B的白光LED為選自二級白光LED生產商的產品，標號為C的白光LED是從電子市場購買的白光LED。從測試結果看，不同廠商生產的白光LED一致性較差，與標準平均電流的偏差為3.27mA。

　　表1 不同廠商的白光LED的測試結果

　　從表1中的“平均值”項可以看出，不同廠商提供的白光LED一致性較差，A廠商提供的白光LED吸取電流最大（平均為24.6mA），B廠商提供的白光LED吸取電流最小（平均為18.3mA）。不同廠商的白光LED在采用相同偏置電壓、相同的限流電阻時的電流差別較大，均方誤差為3.27mA。

　　單獨調節每只白光LED的電流或至少對其中一只白光LED的電流進行調節，可以提高不同廠商或同一廠商不同批次白光LED的一致性，但這需要相當昂貴的控制芯片。在對成本要求苛刻的產品中，可以利用低壓差線性穩壓器（LDO）改善白光LED的一致性，而無須選擇阻值不同的限流電阻，具體電路如圖2所示。在圖2中，LDO工作在穩壓穩流模式下，它會根據一只白光LED的正向電壓的變化自動調節偏置電壓。