儀器領域知識小分享--吉時利電源2260B系列在高功率LED的應用

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同傳統白熾燈和熒光燈相比，發光二極管(LED)因具有多種優勢，正迅速成為備受青睞的照明光源。例如，LED壽命更長,效率更高，功耗更低，不含汞，環境友好.

白熾燈的燈絲是由電阻制成的，它受熱時發光，從而實現照明。與之不同的是，LED是二端口半導體器件，當電流流經二極管時會發出可見光。二極管在正向偏置工作區特性電壓（Vd）處導通，此時電子雪崩與電子 空穴開始復合。LED的一個特性是：在電子和空穴復合期間，將以光的形式釋放能量，從而使LED實現照明。圖1給出在正向偏置區二極管的I-V特性曲線，其中，Vd是二極管的導通電壓。

圖1 典型的二極管I-V曲線

雖然LED可以由電壓或電流驅動，但與白熾燈采用電壓驅動相比，電流驅動是LED的首選方式。一個原因是亮度，因為LED亮度與其驅動電流成正比。從I-V曲線可以看出，電壓的微小變化可能帶來電流的巨大波動，從而導致LED亮度劇烈波動，這不是期望的。此外，溫度和老化可能引起Vd隨時間漂移。同樣，微弱的電壓漂移有可能引起不期望的電流波動。再者，過量電流驅動LED有可能導致不可逆的損害，并大幅縮短其壽命。因此，將LED驅動電流穩定在適當水平是至關重要的。

LED過應力的常見現象是浪涌電流。LED可以看作是一個并行的R-C網絡，因此，當向器件兩端施加電壓時，將造成器件瞬時短路。瞬時短路將產生浪涌電流，即持續時間很短、但遠超過LED穩態工作電流的啟動電流。例如，在通電電路引入LED或“熱切換”，LED將產生危險性很大的浪涌電電流。下圖電路給出當開關開啟時，電源電壓維持在LED的額定電壓。一旦開關關閉，存儲在電源輸出端和電纜中的電荷將迅速流向LED，直到電源開始調節。從圖2(a)中的藍色波形，可以看到示波器記錄的瞬態電流峰值。

圖2電源采用傳統恒壓(CV)模式(圖2a)和恒流(CC)模式(圖2b)供電時，LED導通電壓(黃色)波形和電流(藍色)波形

吉時利2260B系列電源具有恒流(CC)模式，它超越傳統可編程恒壓(CV)模式。當電源在恒壓(CV)模式工作時，如果電流發生變化，將對電壓進行調節。與傳統電源不同的是，2260B系列電源可以工作于恒流模式，無論負載阻值如何，這將導致圖2a中示波器采集的行為。

當電源在恒流(CC)模式工作時，如果輸出電壓發生變化，將對電流進行調節。這種模式省去了對外部控制電路的需求，并簡化了“軟啟動”LED的方法。電源本身能夠保持LED電流輸入受控，直到LED達到啟動電壓，如圖2b所示。消除瞬態浪涌電流，將防止LED受到相關損害。

下面舉例說明通過前面板和程控方式對2260B系列電源電流限幅、恒流(CC)高速優先模式進行配置的具體步驟。本實例將電源輸出電源設置為10V，電流限幅設置為5A。

前面板操作
第1步，將電源設置為恒流(CC)高速優先模式。

• 按壓Function鍵。Function鍵指示燈亮起，顯示屏最頂行顯示F-01。
  
• 旋轉Voltage旋鈕，將F設置為F-03(V-I模式斜率旋轉)。
• 旋轉Current旋鈕，針對CC高速優先模式，將F-03設置為1。
• 按壓Voltage旋鈕保存配置設置。成功后，將在顯示屏最下行顯示ConF。
• 按壓Function鍵，退出配置設置。Function鍵指示燈將關閉。
  
  

第2步，設置輸出電壓和電流限幅。

• 按壓Voltage旋鈕，突出顯示具體數字。然后，旋轉Voltage旋鈕調節數字，直到顯示10.00V。
  
• 按壓Current旋鈕，突出顯示具體數字。然后，旋轉Current旋鈕調節數字，直到顯示5.00A。
  
  

第3步，開啟輸出。

• 按壓Output鍵，當輸出啟動后，Output鍵指示燈將亮起。程控操作以下SCPI指令將執行與前面板設置相同的動作。
  
  

吉時利電源2260B系列使得LED測試安全而容易，吉時利電源2260B 型的電壓和電流輸出范圍廣，有多種接口選擇，特別適合各種各樣的應用，包括研究與設計、質量控制和生產測試。

安泰測試作為泰克吉時利的長期合作伙伴，和廠家一起為用戶提供全面的測試方案。