压电振荡器供给白光LED发光

白光LED的控制电路图白光LED为电流驱动器件，其光输出强度由流过LED的电流决定。

图1是由电压源和限流电阻构成的一种简单偏置电路，流过白光LED的电流由下式确定。

式中，RLIM为限流电阻，在图1中RLIM分别为R1，R2，R3。

图1 LED偏置电路这种方式的成本较低，但要求LED参数要一致。

图2、图3为25℃时白光LED的正向电压（典型值）与导通电流的关系曲线。

从电流指标可以看出：GaAsP-LED的正向电压UF可以上升到2.7V（高出典型值40％）；白光InGaN -LED的正向电压UF可以上升到4.2V（高出典型值10％）。

如果系统中需要多个白光LED，如移动电话显示器背光需要采用8个白光LED，按照图2-35的设计方案将需要多个限流电阻，将占用较大的线路板面积。

图2 LED偏置电路图3 典型InGaN的正向电压与正向电流的对应关系如果将Ucc增大到UF的10倍以上则可以减少受UF变化的影响，但耗电较大，不符合电池供电电子设各的需求。

对于采用单节锂离子电池供电的电子设备，锂离子电池电压的变化范围为3～4.2V。

如果白光LED的偏置电路只是简单地由锂离子电池和限流电阻组成，则输出亮度将会产生明显的变化。

合理的方案应该是采用电流偏置电路。

（1）电流偏置电路电流偏置电路实际上是用1个电流源为白光LED提供偏置。

如果电流源具有足够的动态范围，则这种偏置方式将不受UF变化的影响。

图4为电流偏置方案的原理框图。

该电路将图1中的限流电阻用电流源替代了。

LED的光输出强度与电源和正向电压无关，只要有足够的电源电压为电流源和LED提供偏置即可。

图4中的VT1为使能控制开关。

图4 用电流源为LED提供偏置MAX1916为专用白光LED驱动IC，MAX1916提供了一种先进的白光LED电流偏置电路。

MAX1916在微型50723封装内集成了3组电流源，流过RSET的电流镜像到了3个输出端，如图5所示。

电路中的几个相同的MOSFET具有相同的栅源电源，因此它们的沟道电流相同，电流的大小由镜电流ISET决定。

LM3354／LM2792驱动白光LED电路图电荷泵驱动白光LED电路如图所示。

图1（a）为采用具有稳压输出功能的LM3354电荷泵驱动白光LED电路，该电路可以输出4.1V的稳定电压。

LM3354电荷泵的输入电压范围为2.5～5.5V，其输出电压有一系列标称值可供选择。

LM3354用做白光LED驱动器时，可选用标称输出电压为4.1V。

LM3354电荷泵的开关工作频率为1MHz，故可以采用容量较小的开关电容器；最大输出电流为90mA，带有片内过热保护电路，静态电流为475μA，电路处于关断时的电流为5μA。

控制白光LED亮度的脉宽调制信号可由LM3354电荷泵的关断控制（SD）端输入，其重复频率应在60Hz以上，以免白光LED产生闪烁现象，但也不宜超过200Hz，以保证开关电容器具有足够的放电时间。

如图1（a）所示的电路能在4.1V的输出电压下提供90mA的电流。

这个电路可驱动的白光LED的数量，要根据每一只白光LED所需电流而定。

每一只白光LED的电流可按下式计算。

ID＝（4.1－UF）／RSET式中，UF代表所选用白光LED的正向压降。

由于所有白光LED均以并联方式连接在一起，因此各只白光LED的电流不尽相同。

每个LED的电流能否相同取决于白光LED的正向压降是否相同。

如图1（a）所示的电路体积小巧，在单节锂电池的电压范围内仍可取得约70％的平均效率（这是指驱动白光LED的实际效率，因为限流电阻会消耗部分功率）。

图1 电荷泵驱动白光LED电路如图1（a）所示电路最适用于驱动1～10只白光LED，并具有亮度控制功能，该电路不但成本低廉，而且可确保能发挥极高效率。

但这个解决方案的缺点是由于流经不同白光LED的电流不同，故会使显示屏的亮度不均匀。

另一种驱动白光LED的可行解决方案是采用交换式电容变换器。

只要采用交换式电容升压电路驱动电源，便可稳定电流。

如图1（b）所示电路为采用LM2792交换式电容变换器驱动白光LED的电路。

led与白炽灯发光原理
LED（Light Emitting Diode）发光原理是基于PN结的电致发
光现象。

PN结由N型半导体和P型半导体组成，当施加正向
偏置电压时，在结区域内发生注入载流子的现象。

在LED中，P型半导体的材料中掺杂了少量的掺杂剂，使其
成为P型导电型材料，导电型材料中带正电的空穴数量较多。

而N型半导体的材料中掺杂了少量的元素，形成了自由电子
数量较多的N型导电型材料。

当正向偏置电压施加到PN结上时，P型半导体的正空穴被推
入N型半导体的电子能带中，形成电子空穴对。

这些电子和
空穴在结区域内复合，导致电子能量的释放。

释放出来的能量以光的形式辐射出来，产生可见光。

与白炽灯的发光原理不同，白炽灯是基于热辐射的原理。

白炽灯的灯泡内填充了一定压强的气体（通常是氩气），灯丝通电后产生高温，灯丝的温度足够高，使灯丝加热到发光的温度。

当灯丝升温时，它会发射热辐射，即黑体辐射。

黑体辐射包含了各种波长的光线，其中包括可见光。

当我们看到灯泡发出的白光时，实际上是因为灯丝发射了各种波长的光线，它们混合在一起形成了白光。

因此，LED和白炽灯的发光原理完全不同。

LED是通过注入
载流子并释放能量来产生光线，而白炽灯是通过加热灯丝使其发射热辐射来产生光线。

/ss6/?action-viewnews-itemid-108761啟攀微白光驅動器CP2188最多可支援80顆LED，適用於中大屏2010年8月26日啟攀微電子(Chiphomer Technology Ltd)日前發佈了一顆適用於中大螢幕LCD背光的高效率電感升壓型白光驅動器CP2188。

其主要性能指標如下：* 工作電壓範圍: 5-24V* 內置MOSFET支持2A 40V* 高電流匹配度，通道之間偏差小於3%* 支持PWM調光，PWM支持1000:1的調光比* 支援8路LED燈串，每路電流30mA，最多可串聯10顆LED* 內置軟啟動功能，限制啟動時浪湧電流* 1.33MHz/1MHz開關頻率可選作為恒流驅動白光LED的升壓DC/DC轉換器件，CP2188 最多可驅動80顆LED。

CP2188採用1MHz或1.33MHz的工作頻率，允許採用小巧的外部電感和電容元件。

CP2188支持8路LED燈串，每路燈串的電流匹配度高達97%，每路LED採用串聯的連接形式，這樣保證流過每個LED的電流相同，從而可以保證獲得一致的亮度。

1.21V 的回饋電壓使得在電流設定電阻上消耗的功率很小，盡可能的優化了在白光LED驅動應用時的效率。

CP2188的開關管的峰值電流可高達2A，並且可承受高達40V的電壓。

CP2188可以驅動高達30顆LED，非常適合於中大LCD屏的背光應用。

CP2188內置軟啟動功能，限制啟動時的浪湧電流。

CP2188採用纖小的QFN4x4-24L封裝，除了可達到小面積的效果之外，不需要外加散熱片可驅動高達80顆LED，特別適用中大屏LCD的彩屏背光驅動。

該晶片可廣泛應用於筆記本電腦、LCD TV、手持顯示設備，平板電腦中。

典型應用。

专利名称：压电振荡器
专利类型：发明专利
发明人：石川匡亨
申请号：CN200810174802.9申请日：20081031
公开号：CN101436846A
公开日：
20090520
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种使用相同IC来应对频率范围较宽的压电振荡器。

该压电振荡器构成为包括压电振子、振荡电路、恒流电路和存储器电路，所述振荡电路在晶体管的集电极和基极之间具有确定集电极电位的第1可变电阻电路，所述恒流电路由多个电流镜电路构成，向与输出电流相关的电流镜电路的晶体管元件连接第2可变电阻电路，所述存储器电路的输出部通过信号线与所述振荡电路的第1可变电阻电路和所述恒流电路的第2可变电阻电路连接，控制所述恒流电路的输出电流，并控制所述晶体管的集电极电位。

申请人：爱普生拓优科梦株式会社
地址：日本东京都日野市日野421-8
国籍：JP
代理机构：北京三友知识产权代理有限公司
代理人：黄纶伟
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专利名称：压电振荡器
专利类型：发明专利
发明人：大岛刚,黑后重久,石川匡亨,黑泽晋,藤本裕希,中柴康隆
申请号：CN200480020477.0
申请日：20040803
公开号：CN1823468A
公开日：
20060823
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：改进了使用蓄积型MOS电容元件的传统压电振荡器中频率稳定性对于时间的劣化。

使用P 沟道晶体管型或者N沟道晶体管型作为压电振荡器中所使用的可变电容电路中的MOS电容元件。

在形成在源区和漏区中的P型或者N型引出电极与设置在N阱区中的N型引出电极或者设置在P阱区中的P 型引出电极之间提供偏压。

由此消除了MOS电容元件中对于时间的不稳定性。

申请人：东洋通信机株式会社,日本电气电子株式会社
地址：日本神奈川县
国籍：JP
代理机构：北京三友知识产权代理有限公司
代理人：孙海龙
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基于压电振荡器的白光LED供能方法
接收单电池供电的LED 驱动器正受到广泛关注。

为由低电压电源产生能够点亮白光LED 的高电压，主要需要某种电子振荡器，最简单的为压电蜂鸣器。

压电转换器特殊地用于振荡器和驱动白光LED(图1)。

压电模片或弯曲板组成压电陶瓷片，带双面电极，用可传导粘合剂贴在黄铜、不锈钢或类似材料制成的金属板上。

电路使用三端压电转换器。

在这个转换器中，模片在其中一个电极上有反应标记。

电感和容性器件之间谐振产生振荡。

工作的频率为：fOSC=1/ (2π
)，在这里，L 为电感值，C 为压电元件的电容量。

随着图1 电路中电压的最初作用，晶体管Q1 打开。

当晶体管传导时，电流通过电感L1 逐渐增加，电压通过金属板使压电陶瓷弯曲。

这个弯曲在反应标记上产生负电压，其反过来为晶体管的基极供电。

随后晶体管关闭。

当关闭发生时，电感存储的能量输进LED。

这个反激电压足以点亮LED。

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LED发光原理
LED（Light Emitting Diode），发光二极管，简称LED,，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的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来。

半导体晶片由两部分组成，一部分是P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。

但这两种半导体连接起来的时候，P型半导体里面的空穴就会飘向N区，与那里的自由电子结合，同样，N型半导体里面的电子也就会飘向P区，与那里的空穴结合，这样，由于P区失去空穴而带负电，N区失去电子而带正电，形成一个静电场阻碍了电子和空穴的飘移，它们之间就形成一个“P-N结”。

当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。

而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

后一个问题可以这样来理解：当电流通过导线作用于这个晶片的时候，N区的电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，同样，导体里的电子会在电源电势的作用下不断地流向N区，在电路中产生电流。