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1、1、LED 发光工作原理：LED 发光二极管是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化成光能。它和其他半导体器件一样，都是由一个 P-N 结组成，也具有单向导电性。在给 LED 加上正向电压时 N区的电子会被推向 P 区，在 P 区与空穴复合，P 区空穴被推向 N 区，在 N 区里电子和空穴复合，然后以光子的形式发出能量。P-N 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。2、LED 材料与产生光的颜色：LED 材料 材料化学式 颜色铝砷化镓 砷化镓 砷化镓磷化物磷化铟镓 铝磷化镓（掺杂氧化锌)AlGaAs GaAsP AlGaInP GaP:ZnO红色及红外线铝磷化镓 铟氮化镓/氮化镓 磷
2、化镓 磷化铟镓铝 铝磷化镓InGaN/GaN GaP AlGaInP AlGaP绿色磷化铝铟 镓砷化镓 磷化物 磷化铟镓铝 磷化镓GaAsPAlGaInP AlGaInP GaP 高亮度的橘红色，橙色，黄色，绿色磷砷化镓 GaAsP 红色，橘红色，黄色磷化镓 硒化锌 铟氮化镓 碳化硅GaP ZnSe InGaN SiC 红色，黄色，绿色氮化镓(GaN) 绿色，翠绿色，蓝色铟氮化镓 InGaN 近紫外线，蓝绿色，蓝色碳化硅(用作衬底) SiC 蓝色硅(用作衬底) Si 蓝色蓝宝石(用作衬底) Al2O3 蓝色硒化锌 ZnSe 蓝色钻石 C 紫外线氮化铝,氮化铝镓 AlN AlGaN 波长为远至近
3、的紫外线3、LED 芯片的封装结构分类：Chip 结构：又分为单极芯片封装结构和双极芯片封装结构。单极芯片封装结构是芯片负极通过银胶与 PCB 板铜箔链接，正极通过铝线绑定与 PCB 铜箔相连接。主要用于底背光。双极芯片封装结构芯片正负极均通过铝线绑定与 PCB 铜箔相连接。SMD 结构：（表面贴装器件）：SMD 是将芯片采用回流焊的形式焊接在一个小的 PCB 板上，厂商提供的都是 4.0x4.0mm 的焊盘并用树脂固定的 LED。常用于侧背光和彩屏产品。LAMP 结构：原理同 SMD 封装原理雷同，只是外形结构有差异，它主要是有两个支架PIN 脚。亮度范围 1001500mcd，主要用于侧背
4、光产品。4 封装技术的发展趋势（1）采用大面积芯片封装（2）开发新的封装材料（3）多芯片集成封装（4）平面模块化封装LED 的主要问题LED 的结温由于目前芯片技术的限制，LED 的光电转换效率有待提高，在发光的同时，大约有 60%的电能转化为热能释放掉，这就要求在应用 LED 时要做好散热工作。以确保 LED 的正常使用。当 LED 结温升高时，器件的光通量会逐渐降低，而当温度降低时，光通量会增大，一般情况下，这种变化是可逆和可恢复的。高温下还会对器件性能产生变化，一般来说结温越高，器件性能衰减就越快，在发光波长中，发光的主波长会向长波方向飘移，约 0.20.3nm/因此在使用 LED 器件
5、时做好散热是必要条件。LED 的结温量当然在做好散热的同时我们也需要知道 LED 产生的结温量是多少？下面我们可以通过一个公式来计算：Rjc=（Tj-Tc）/PdRjc：在选定一个 LED 以后，从数据中查到起 Rjc；Tj：为结温；Tc：为 LED 散热垫温度；Pd：Pd 与 LED 的正向压降 Vf 及 LED 的正向电流的关系为： Pd=VfIf；LED 的散热方法：良好的散热设计主要出于以下考虑：（1）提高 LED 效率、提高电流、LED 芯片要有更高结温；（2）LED 光学性能提高及较高的可靠性，都依赖于芯片的结温。因此 LED 芯片散热的主要途径有：传导、对流、辐射。其中传导和辐射
6、对 LED 散热比较重要。从热能分析，发散功率为 Pd=VfIf，因此 LED 效率达到标准值时，Vf 和 If 相对变化比较小。所以在做散热设计时，主要从传导方面考虑，首先考虑热传导系数大的材料，在常用的材料中，银的热导率是最高的，其次是铜和铝。LED 的驱动技术为了保证 LED 能够获得较高的使用效率，首先需要一定的应用条件，其次需要采用相适应的驱动电路来满足 LED 工作参数的要求。驱动电路是一种专为 LED 供电的特种电源，要有简单的电路结构、较小的体积，以及较高的转化率。驱动电路的输出电参数要与驱动的LED 技术参数相匹配，满足 LED 的要求，并具有较高精度的恒流控制，合适的限压功
7、能。驱动电路工作时，对其他电路的正常工作干扰少，满足相关的电磁兼容性要求。目前市场上 LED 都是采用直流驱动，因此需在市电与 LED 之间加一个电源适配器，即LED 驱动器。但是由于各种规格不同的 LED 驱动电源的性能和转换效率不同，所以选择合适的，高效的 LED 驱动器，才能展现出 LED 光源高效能的特性。由于这次我为大家介绍的是 LED 背光模组设计因此在这里我给大家展示一种在液晶显示器中常用的 LED 驱动器：30A 大电流快速调节、同步型、高亮度 LED 驱动器 MAX16821A/B/C一、产品设计特点（1）输出电流高达 30A。（2）精准的差分遥控输出检测。（3）平均电流模式
8、控制。（4）4.755.5V 或 728V 输入电压范围。（5）MAX16821B/C：0.1V/0.03V 的 LED 电流传感器提供选择，使用率最高。（6）有热关断功能。（7）有非锁定的输出过压保护功能。（8）具有或去掉同步整流的低边降压模式。（9）用或不用同步整流的高边降压或低压模式。（10）具 125KHZ1.5MHZ 的可编程、可同步开关频率。（11）内部具有集成 4A 的栅极驱动器。（12）工作温度-40125。（13）有 180相位输出工作的时钟用于副边驱动。2、应用领域（1）自动外部照明，各种灯具光源。（2）液晶 LCD 电视机、显示器背光照明。（3）自动应急照明和符号显示等。
9、3、芯片功能概述MAX16821A/B/C 脉宽调制（PWM）LED 驱动控制器新品，可提供大电流输出，它紧密封装多项功能，使芯片外部元器件数目最少。MAX16821A/B/C 适用于同步或非同步的降压式、升压式、SEPIC 和 CUKLED 驱动器。一个逻辑输入（MODE 脚） ，让芯片开关工作在同步降压与升压模式之间。该器件设计最高功率驱动器，特别适用于共阳极（二极管正极）的高亮度 LED 驱动器。该芯片提供平均电流模式控制，它采用 MOSFET 具备最优电荷与最小导通电阻的特性，因此使所需的外部散热片尽量小，这对提供 30A 的大电流驱动 LED 时尤为重要。芯片内的差分传感电路使 LE
10、D 电流的控制精度良好。IC 内部电源调节器可工作在4.755.5V范围；外部供电 Vcc 接 IN 脚，其输入电压在 728V，芯片内部的调节器均能正常工作。通过上述的了解，我们明白了一些关于 LED 的基本知识，那么在接下来的时间里我就LED 和背光模组的设计来和大家一起探讨其应用与发展。LED 正在成为中小型彩色显示器背光模组照明应用的主流器件，LED 的选择是决定显示子系统设计最佳性价比的关键因素。此外，LED 驱动 IC 能与较低成本的 LED 协同工作，通过多种方法提升现有 LED 的性能除亮度外，这些驱动驱动还能实现精确的亮度匹配，允许使用同一系列具备不同 Vf 特性的 LED。
11、LED 用于 LCD 背光照明中主要有三种方式：1、最简单的是把 LED 直接安装在 LCD 散射膜后面，可用多个封装的 LED 模组，它具有非常宽的光束角，以使轴向光均匀性较好。也可采用例如 GaP-LED 这种未封装的管芯。2、采用边缘光 LCD 背光照明方式，是用一个透明的或者半透明的矩形材料块作为导光体，直接安装在 LCD 散射膜的后面，塑料块的后表面涂上白色反光材料，LED 光从塑料块的一个侧边摄入，其余则涂以白色反光材料。3、将 LED 发出的光导入光纤束中，光纤束在散射膜的后边构成一个平坦的薄片，可以用不同的方法将光从薄片中取出来作为 LCD 的背光照明。采用 LED 作为背光源
12、，具有很好的发展前景，目前已经投入工程应用的 LED 可以提供红、绿、蓝、青、橙、白等颜色，色域非常广，能够达到 NTSC 色域的 105%。在 LCDTV 上使用的 LED 作为背光源可以是白色，也可以是红、绿、蓝三基色，在高端产品中也可以使用多色的 LED 背光来提高色彩表现力，比如三菱电机使用六原色 LED 背光源的 LCDTV厚度约为 5cm，比传统的薄了很多。在背光模组中最主要的是需要白光，目前背光用 LED 白光的实现办法有四种方式：（1）RGB 三色 LED 经混色产生白光。优点:高输出光效；单独散热设计；缺点就是需要借助专门的混光设计。（2）蓝光 LED 芯片激发黄色荧光粉，由 LED 蓝光和荧光粉发出的黄绿光合成白光。优点:结构简单，发光效率高；缺点是红光成分少，还原性差约 65%左右。（3）紫外、近紫外 LED+RGB 荧光组合而成白光。优点:色彩还原性好；缺点:紫外光使封装树脂和荧光粉加速老化。（4）RGB 三色 LED 一体化封装的白色 LED优点：不需要外部混光，B/L 结构紧凑；缺点是受电流与散热影响大，与好性能芯片封装存在问题。
