plik

194

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 84 NR 8/2008

Marian GILEWSKI, Andrzej KARPIUK

Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny, Katedra Automatyki i Elektroniki

Elektroniczna stabilizacja parametrów świetlnych LED RGB

Streszczenie.

W publikacji przedstawiono koncepcję układu stabilizacji mocy wyjściowej i barwy LED RGB. Zaproponowano wykorzystanie idei pętli

sprzężenia fazowego, w której sygnałem zwrotnym jest promieniowanie optyczne. Układ zawiera: źródło sygnału odniesienia, detektor fazy, filtr
dolnoprzepustowy, przetwornik światło – częstotliwość, źródło prądowe sterowane napięciem oraz LED. W pracy przedstawiono wyniki badań
eksperymentalnych oraz wskazówki dotyczące rozwiązań aplikacyjnych.

Abstract. This paper describes an idea of RGB LEDs driver with optical feedback. Our circuit is able to control light color and luminance of RGB
LED. The circuit contains: wave generator, phase detector, low-pass filter, voltage controlled current source, light to frequency converter and RGB
LED. The measurement results of the circuit are presented. At the final part the design recommendations are included. (An electronic control of
light RGB LEDs).

Słowa kluczowe: stabilizacja parametrów świetlnych LED, układ z optycznym sprzężeniem zwrotnym, przetwornik światło - częstotliwość.
Keywords: electronic control of LED light, optical feedback circuit, light to frequency converter.

Wstęp

Współcześnie, na szeroką skalę znajdują zastosowanie

dwie  metody  sterowania  poziomem  luminancji  LED.
Pierwszą  z  nich  jest  metoda  stałoprądowa,  polegająca  na
regulacji  w  sposób  ciągły  natężenia  prądu  zasilającego
diodę.  Alternatywą  jest  metoda  zasilania  impulsowego,
opa

rta na regulacji wartości średniej mocy zasilającej w

wyniku

zmiany

współczynnika

wypełnienia

prądu

okresowego

– tzw. sterowanie PWM (Pulse Width

Modulation). W układach praktycznych istotna jest
stabilizacja całkowitej widmowej mocy świetlnej emitowanej
p

rzez LED. Jest to szczególnie ważne w układach syntezy

barwy  światła  wykorzystujących  LED  RGB.  Taka  sytuacja
występuje w niektórych zastosowaniach architektonicznych,
artystycznych  lub  komunikacyjnych  [1].  O  ile  warunek
utrzymania „czystej” barwy nie jest  krytyczny w drogowych
światłach  sygnalizacyjnych,  to  jest  bardzo  ważny  dla
projektanta oświetlenia sali teatralnej, wnętrza luksusowego
samochodu

lub

stoiska

reklamowego.

tych

rozwiązaniach, w celu uzyskania stabilnej barwy
wypadkowej, nie jest wystarcza

jące utrzymywanie stałych

wartości  natężeń  prądów  zasilających  (lub  ich  wartości
średnich  w  PWM).  Wynika  to  z  wrażliwości  widmowych
charakterystyk  emisyjnych  diod  na  dodatkowe  czynniki,
takie jak temperatura lub czas eksploatacji i związana z nim
degradacj

a struktury. Co gorsza, charakterystyki wpływu

czynników  zakłócających  są  różne  dla  diod  emitujących
poszczególne  barwy  światła.  W  przypadku  LED  RGB
niekontrolowany dryft charakterystyk składowych powoduje
zmianę  wypadkowej  barwy  światła  oraz  zmniejszenie
emitowanej mocy świetlnej.
W  publikacji  zaproponowano  układ  stabilizacji  świetlnego
punktu  pracy  LED  RGB,  który  jest  oparty  na  metodzie
regulacji ciągłej z optycznym sprzężeniem zwrotnym (rys.1).

Rys.1. Idea stabilizacji LED za pomocą sprzężenia optycznego

Pod pojęciem stabilizacji świetlnego punktu pracy
rozumiane są takie warunki pracy elementu, w których wraz

ze zmianami temperatury lub eksploatacyjną degradacją
struktury nie następuje znacząca zmiana mocy świetlnej
poszczególnych składowych monochromatycznych.

W proponowanym układzie następuje porównanie

zmierzonego,  wyjściowego  sygnału  świetlnego  LED  z
sygnałem  odniesienia.  Jeżeli  zostaną  zachwiane  warunki
pracy,  np.  wskutek  wzrostu  temperatury  złącza,  następuje
zmniejszenie

mocy

emisyjne

j określonej składowej

monochromatycznej.  W  efekcie  w  układzie  porównującym
zostanie  wytworzony  sygnał  błędu.  Pojawienie  się  tego
sygnału spowoduje w układzie korygującym wzrost wartości
sygnału  sterującego  (natężenia  prądu)  daną  składową.
Skutkiem  tego  wz

rostu będzie zwiększenie emitowanej

mocy  świetlnej,  zmniejszenie  sygnału  błędu  i  powrót
elementu  do  stabilnego  punktu  pracy.  Podobna  reakcja
nastąpi  również  w  przypadku  oddziaływania  innych
czynników  zewnętrznych,  takich  jak  np.  zmiany  mocy
wynikające  ze  starzenia  elementu.  Układ  po  odpowiedniej
modyfikacji  może  być  również  przystosowany  do  pracy  w
trybie zasilania impulsowego a nie tylko stałoprądowego.

Rys.2. Porównanie skuteczności metod stabilizacji termicznej LED

Dotychczasowe  prace  aplikacyjne  w  dziedzinie  stabilizacji
pracy  LED  koncentrowały  się  głównie  na  kompensacji
zmian  termicznych  w  układach  regulacji.  Polegały  one
między  innymi  na:  stabilizacji  natężenia  (lub  wartości
średniej  w  PWM)  prądu  zasilającego  LED,  stabilizacji
temperatury radiatora  diody lub wykorzystaniu termicznego
sprzężenia  zwrotnego.  Wśród  komercyjnych  rozwiązań
aplikacyjnych  sterowania  LED  nie  znaleziono  rozwiązań

Względne natężenie promieniowania

-40 - 20 0 20 40 60
Temperatura otoczenia [ C]



Sprzężenie optyczne

Sprzężenie prądowe

Układ

porównujący

Układ

korygujący

Sygnał

odniesienia

Sygnał

błędu

Sygnał

sterujący

Strumień

świetlny

LED

Sygnał sprzężenia zwrotnego

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 84 NR 8/2008 195

wykorzystujących  optyczne  sprzężenie  zwrotne.  W
literaturze [5]  wykazano, iż układy stabilizacji z optycznym
sprzężeniem zwrotnym (rys.2) są efektywniejsze niż układy
mierzące  parametry  zaciskowe  LED  (napięcie,  prąd  lub
pośrednio  temperatura).  Aktualnie  stosowane  układy
sterowania  LED  RGB  nie  zapewniają  stałego  poziomu
całkowitej mocy świetlnej poszczególnych składowych.

Wpływ temperatury i czasu na pracę LED

Zmiany temperatury złącza LED wpływają na: wartość

emitowanej mocy świetlnej, przesunięcie dominującej
długości fali oraz wartość spadku napięcia na diodzie. Wraz
ze wzrostem temperatury nast

ępuje zmniejszenie (rys.3)

całkowitej emitowanej mocy świetlnej oraz przesunięcie
widmowej

charakterystyki

emisyjnej

kierunku

długofalowym [6].

Rys.3. Przykładowe charakterystyki emisyjne LED [6]

W diodzie RGB powyższy efekt powoduje, oprócz

zmniejszenia mocy wyjściowej, zmianę barwy światła. Dryft
barwy  wynika  głównie  z  nierównomiernej  zmiany  mocy
składowych  RGB.  Wrażliwość  termiczna  charakterystyk
emisyjnych  [4]  jest  różna  dla  poszczególnych  składowych
(rys.4).  Producenci  diod  LED  zaz

wyczaj nie publikują w

danych katalogowych szczegółowych charakterystyk
termicznych a zwłaszcza ich tolerancji i powtarzalności.

Rys.4. Wrażliwość termiczna monochromatycznych LED [4]

Innym efektem wpływu temperatury jest zmiana spadku

napięcia  na  złączu  z  szybkością  około  -2  mV/K.  W
przypadku diod małej mocy napięcie mierzone na zaciskach
diody jest praktycznie równe napięciu na złączu, w związku
z  czym  możliwe  jest  określenie  temperatury  złącza  na
podstawie  pomiaru  przyrostu  napięcia  na  zaciskach  diody.
Jednak w przypadku diod dużej mocy ta metoda obarczona
jest znacznym błędem.

Rys.5. Charakterystyka starzenia LED GaN [2]

Oprócz temperatury, na charakterystyki emisyjne LED

wpływa  degradacja  struktury  związana  z  procesem
starzenia  elementu  (rys.5).  Wraz  ze  wzrostem  czasu
eksploatacji maleje wartość wyjściowej mocy optycznej oraz
współczynnika  sprawności  mocy,  rozumianego  jako
stosunek  wyjściowej  mocy  optycznej  LED  do  elektrycznej
mocy zasilającej element [2].

S

tosowane układy stabilizacji pracy LED

Stosowane współcześnie aplikacyjne układy pracy LED

można sklasyfikować w następujący sposób:



układy z ograniczeniem prądowym,



układy ze źródłami prądowymi,



układy stabilizacji punktu pracy z elektrycznym
sprzężeniem zwrotnym,



układy stabilizacji punktu pracy z termicznym
sprzężeniem zwrotnym.

Pierwszy,  najprostszy  sposób  polega  na  włączeniu
szeregowo  z  LED  rezystora  w  układzie  zasilania
napięciowego.  Wartość  rezystora  jest  tak  dobrana,  żeby
moc  wydzielana  w  diodzie

nie przekroczyła mocy

dopuszczalnej.

Pod względem rozwiązania konstrukcyjnego jest to

rozwiązanie  prostsze,  ale  charakteryzujące  się  niską
sprawnością  oraz  pozbawione  możliwości    stabilizacji
temperaturowej  lub  eksploatacyjnej.  W  tej  klasie  układów
spotyk

ane są również, rozwiązania z termistorami NTC

pozwalającymi zmniejszyć wpływ temperatury na punkt
pracy diody.

Znacznie korzystniejszymi parametrami charakteryzuje

się  układ  ze  stabilizacją  prądu  przy  pomocy  źródła
prądowego.  Może  to  dotyczyć  zarówno  zasilania  ciągłego
jak  i  impulsowego  LED.  Zwłaszcza  metoda  zasilania
impulsowego

doczekała

się

licznych

opracowań

zintegrowanych

układów

sterujących.

Tego

typu

rozwiązania  charakteryzują  się  wysoką  sprawnością  oraz
szerokim zakresem wartości natężenia prądu zasilającego.
Z  tego  względu  mogą  one  współpracować  z  diodami
różnych  mocy.  Prostsze  rozwiązania  tego  typu,  oprócz

mechanizmu kontroli prądu zasilającego, nie posiadają
wbudowanych

algorytmów

kompensacji

wpływu

temperatury lub starzenia LED.

Bardziej uniw

ersalnym rozwiązaniem jest układ z

elektrycznym  sprzężeniem  zwrotnym.  Zawiera  on  oprócz
układu  regulacji  prądu  zasilającego  diodę,  mechanizm
przewidywania  temperatury  wewnętrznej  złącza  LED  na
podstawie  pomiaru  napięcia  przewodzenia  elementu.  W

550 560 570 580 590 600 610 620
Długość fali [nm]

Względne widmowe natężenie promieniowania

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

320

280

240

200

160

120

Wyjściowa moc Sprawność
optyczna [mW] mocy [%]

0 1000 2000 3000 4000
Czas eksploatacji [h]

Moc optyczna

Sprawność mocy

200

150

100

Bursztynowa

Czerwona

Zielona

Niebieska

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120
Temperatura złącza [°C]

Względne natężenie promieniowania [%]

196

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 84 NR 8/2008

zależności  od  wartości  napięcia  przewodzenia  LED  (w
funkcji  temperatury)  w  układzie  sterującym  wprowadzana
jest  korekta  prądu  zasilającego  diodę  w  celu  kompensacji
strat  mocy  świetlnej  w  wyniku  wzrostu  temperatury.  Układ
nie  jest  w  stanie  dokonać  detekcji  strat  wynikających  ze
starzenia  elementów.  Tego  typu  rozwiązanie  może  być
zwielokrotnione i zastosowane do zasilania LED RGB.

Najbardziej zaawansowanymi układami stabilizacji są

rozwiązania z termicznym sprzężeniem zwrotnym. Jedną z
nielicznych aplikacji komercyjn

ych jest układ LP5520 [3], z

wbudowanym układem temperaturowej kompensacji mocy i
barwy LED RGB. Z układem współpracuje miniaturowy
przetwornik temperatury umieszczony na obudowie diody
elektroluminescencyjnej.

podstawie

zmierzonej

temperatury

obudowy

kład

sterujący

koryguje

współczynniki

wypełnienia

impulsowych

prądów

zasilających poszczególne składowe monochromatyczne.
Zastosowany w nim mechanizm regulacji nie wykrywa
jednak strat mocy spowodowanych starzeniem elementów.

Krytyczna ocena komercyjnych

układów stabilizacji

Z przedstawionych powyżej rozwiązań, tylko dwa

ostatnie

zawierają

wybrane

elementy

stabilizacji

parametrów

świetlnych

LED

RGB.

Wyznaczanie

temperatury złącza metodą pomiaru napięcia przewodzenia
lub temperatury obudowy diody jest oba

rczone błędem,

którego  wartość  zmienia  się  wraz  z  efektami  degradacji
struktury spowodowanej starzeniem. Dzieje się tak dlatego,
iż  procesy  wpływu  zmian  temperatury  i  starzenia  na  pracę
złącza  nie  są  niezależne.  Analizując  schemat  termiczny
układu pracy LED z radiatorem, przedstawiony na rysunku
6 widzimy, iż wypadkowa rezystancja termiczna układu

Rys.6. Zastępczy schemat termiczny LED

złącze – otoczenie R

j-a

, opisana jest zależnością:

(1) R

j-a

= R

j-s

+ R

s-b

+ R

b-a

gdzie: R

j-s

rezystancja termiczna złącze - obudowa diody,

s-b

- rezystancja termiczna obudowa diody

– radiator, R

b-a

rezystancja radiator

– otoczenie. Wypadkowa rezystancja

termiczna jest związana z konwersją mocy oraz różnicą
temperatur poni

ższą zależnością:

(2) R

j-a

= (T

– T

)/(Q – Q

) =



T/Q

gdzie: T

jest temperaturą złącza, T

temperaturą otoczenia,

Q elektryczną mocą zasilającą diodę, Q

emitowaną mocą

świetlną, Q

moc

ą cieplną rozpraszaną w układzie. Jak

pokazano w pracy [2], w wyniku degradacji eksploatacyjnej,

ulega  zmianie  rezystancja  termiczna  (rys.7),  dlatego  też
przy  niezmiennym  rozpraszaniu  ciepła,  zmienia  się
temperatura  złącza  oraz  widmowa  charakterystyka
emis

yjna LED. W związku z powyższym pomiar

temperatury obudowy lub radiatora LED nie niesie
wiarygodnej informacji o faktycznej temperaturze złącza. W
efekcie procesów starzenia degradacji ulega też soczewka
diody, zmniejszając wyjściową moc świetlną.

Rys.7. Zmiana rezystancji termicznej GaN/InGaN LED w funkcji
starzenia [2]

Wraz z eksploatacyjnymi zmianami struktury rośnie

wartość rezystancji szeregowej LED [2], obniżająca
sprawność

mocy.

Wzrost

rezystancji

szeregowej

wprowadza dodatko

wy spadek napięcia, generując błąd

wyznaczania temperatury złącza na podstawie pomiaru
napięcia przewodzenia diody, w stabilizacji z elektrycznym
sprzężeniem zwrotnym.

Układ z optycznym sprzężeniem zwrotnym

Koncepcja układu oparta jest na idei pętli sprzężenia

fazowego.  Schemat  funkcjonalny  (rys.8)  zawiera  detektor
fazy porównujący sygnał odniesienia z sygnałem zwrotnym.
Sygnałem  zwrotnym  jest  przebieg  prostokątny  o
częstotliwości,  proporcjonalnej  do  mocy  optycznej  LED,
wytworzony  w  programowalnym  przetwo

rniku światło –

częstotliwość. Sygnał odniesienia z autonomicznego
generatora reprezentuje zadaną wartość całkowitej mocy
świetlnej diody, którą należy stabilizować.

Rys.8. Schemat funkcjonalny układu stabilizacji LED z optycznym
sprzężeniem zwrotnym

Napięciowy sygnał błędu z detektora fazy, po

odfiltrowaniu,  koryguje  wartość  prądu  źródła  zasilającego
LED. Jeżeli częstotliwość sygnału zwrotnego jest zgodna z
częstotliwością  zadaną,    detektor  fazy  generuje  zerowy
sygnał  błędu,  nie  zmieniając  warunków  pracy  diody.

LED

Radiator

Otoczenie

j-s

s-b

b-a

- temperatura złącza, - temperatura obudowy,

- temperatura radiatora, - temperatura otoczenia

Szczątkowa rezystancja termiczna

Mierzalna rezystancja termiczna

0 1000 2000 3000 4000
Czas eksploatacji [h]

Rezystancja termiczna [°C/W]

Programowalny

przetwornik

światło -

częstotliwość

LED

Źródło

prądowe

Io = f(U)

Filtr

dolno-

przepustowy

Generator

TTL

Detektor

fazy

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 84 NR 8/2008 197

Zachwianie  punktu  pracy  LED,  np.  wskutek  wzrostu
temperatury  złącza,  spowoduje  spadek  mocy  świetlnej  i
zmniejszenie  częstotliwości  wyjściowej  przetwornika.
Wskutek  różnicy  częstotliwości  wejściowych,  detektor  fazy
wytworzy  sygnał  błędu,  wymuszający  zwiększenie
natężenia  prądu  LED,  który  skompensuje  ubytek  mocy
świetlnej  i  układ  powróci  do  stanu  równowagi  z  zerowym
sygnałem błędu. Układ zareaguje w analogiczny sposób na
zmiany mocy optycznej spowodowanej starzeniem LED.

Układ eksperymentalny zawierał trzy niezależne tory

stabilizujące  pracę  składowych  monochromatycznych  LED
RGB.  Sygnał  odniesienia  o  częstotliwości  odpowiadającej
wybranemu  punktowi  pracy  podawany  był  z  zewnętrznego
generatora.  Jako  przetwornik  światło  –  częstotliwość
zasto

sowano układ TCS230 firmy TAOS. Detektor fazy

został  zbudowany  w  oparciu  bramkę  logiczną  XOR  7486.
Filtr  dolnoprzepustowy  był  filtrem  pasywnym  RC
pierwszego  rzędu.  Źródło  prądowe  sterowane  napięciem
zbudowane  zostało  na  wzmacniaczu  operacyjnym  TL081  i
tran

zystorze bipolarnym BC547. Elementem badanym była

dioda OSTA5131A-C firmy Optosupply.

Wyniki pomiarów układu
Na  rysunku  9  przedstawiono  przykładowe  oscylogramy
pracy  toru  eksperymentalnego  z  diodą  niebieską  w
temperaturze  pokojowej.  Oscylogram  a)  odpowiada  pracy
diody w stanie ustalonym przy sygnale odniesienia 6,9 kHz.

Rys.9. Symulacja starzenia niebieskiej LED -

sygnał odniesienia

(1), sygnał wyjściowy przetwornika (2), napięcie wyjściowe filtru (3):
a) w

stanie ustalonym, b) z filtrem tłumiącym

Oscylogram b) przedstawia reakcję układu na tłumienie
spowodowane umieszczeniem w torze optycznym filtru
tłumiącego,

symulującego

spadek

mocy

świetlnej

spowodowany starzeniem diody. Wyraźnie zauważalny jest
wzrost p

rzesunięcia fazowego na wejściu detektora fazy

oraz wzrost napięcia wyjściowego filtru, wymuszający
zwiększenie prądu zasilającego diodę. Częstotliwość
sygnału zwrotnego nie uległa zmianie, co świadczy o pracy
układu w zadanym punkcie pracy.

Rys.10. Reakcja na zmiany temperatury niebieskiej LED -

sygnał

odniesienia (1), sygnał wyjściowy przetwornika (2), napięcie
wyjściowe filtru (3): a) w temperaturze 25



C, b) po ogrzaniu

Na rysunku 10 przedstawiono oscylogramy pracy

układu,  w  którym  badano  reakcję  na  zmianę  temperatury
LED.  Oscylogram  a)  odpowiada  pracy  diody  w  stanie
ustalonym,  zaś  oscylogram  b)  przedstawia  reakcję  układu
na 30 sekundowe grzanie grotem lutownicy o temperaturze
160



C katody LED.

Tabela 1.

Wyniki pomiarów przesunięcia fazowego (Faza), napięcia

na wyjściu filtru (U) oraz wartości prądu źródła prądowego (I

) dla

trzech składowych LED RGB: czerwonej, zielonej i niebieskiej.

Ustalony stan pracy

Tłumienie filtrem

Grzanie diody

Dioda Faza

[



]

[V]

[mA]

Faza

[



]

[V]

[mA]

Faza

[



]

[V]

[mA]

104

1,96 20,3 111 2,10 22,1 110 2,08 21,9

104

1,96 20,3 142 2,68 28,7 118 2,20 23,7

104

1,96 20,3 132 2,49 26,4 112 2,12 22,4

198

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 84 NR 8/2008

Podobnie jak w poprzednim przypadku daje się zauważyć
wz

rost przesunięcia fazowego. Wyniki badań pozostałych

dwóch torów przedstawiono w tabeli 1.

Alternatywne rozwiązanie układu sterowania

Zakres synchronizacji badanej pętli fazowej ze

sprzężeniem optycznym wynoszący kilka kHz może być
niewystarczający w układach pracujących w szerokim
zakresie

zmian

temperatury

lub

długim

czasem

eksploatacji. Zbyt  mały  zakres  dynamiki można  rozszerzyć
stosując  zmodyfikowany  układ,  przedstawiony  na  rysunku
11,  w  którym  detektor  fazy  z  filtrem  zastąpiono
wzmacniaczem  błędu,  wartość  zadaną  reprezentuje
napięcie  referencyjne,  zaś  tor  sprzężenia  zwrotnego
uzupełniono o przetwornik częstotliwość - napięcie.

Rys.11. Modyfikacja układu stabilizacji LED z optycznym
sprzężeniem zwrotnym

Układ pracuje na podobnej zasadzie jak poprzedni,
zapewniając szeroki zakres pracy z kompensacją wpływu
temperatury oraz czasu eksploatacji.

Podsumowanie

Przedstawiony układ stabilizacji parametrów świetlnych

LED  RGB  zbudowany  został  z  układów  scalonych  i
elementów dyskretnych. Jest on nadmiarowy w stosunku do
finalnego  rozwiązania  aplikacyjnego.  W  takim  rozwiązaniu
można  zrezygnować  z  trzech  niezależnych  torów
pomiarowych składowych monochromatycznych, dokonując
pomiaru  z  podziałem  czasu  za  pomocą  tego  samego
przetwornika  światło  -  częstotliwość,  gdyż  zmiany
temperatury

lub

starzenie

należą

procesów

wolnozmiennych. Sygnał błędu można cyklicznie rozdzielać
do źródeł prądowych sterujących poszczególne składowe
za pomocą układów próbkująco-pamiętających. Sterowanie
pracą torów pomiarowych można zrealizować w układzie
FPGA.

Do rozważenia pozostaje również umiejscowienie

przetwornika

promieniowania

strukturze

systemu

oświetleniowego  zawierającego  diody  RGB.  Jeżeli  system
zawiera  liczny  zbiór  LED  RGB,  jedną  z  diod  można
poświęcić jako element odniesienia. W literaturze [1] można
znaleźć  informacje  o  możliwościach  technologicznych
implementacji  w  jednej  strukturze  z  LED  detektora
mierzącego  promieniowanie  dyfuzyjne  lub  odbite,  nie
zakłócającego  biegu  strumienia  roboczego.  Wówczas
problem

kons

trukcyjny sprowadzi się do syntezy

odpowiedniego układu wykonawczego.

Metody sterowania ze sprzężeniem elektrycznym lub

termicznym  nie  uwzględniają  wpływu  temperatury  na
rezystancję  termiczną  i  szeregową  diody  oraz  degradacji
struktury.  Proponowana  metoda

pozwala na stabilizację

świetlnego  punktu  pracy  w  oparciu  o  optyczne  sprzężenie
zwrotne, wydaje się być metodą bardziej uniwersalną, gdyż
w procesie regulacji wykorzystuje parametry świetlne diody,
które  są  najistotniejsze  z  punktu  widzenia  zastosowań
praktycznych.

Publikację  przygotowano  w  ramach  pracy  statutowej
S/WE/1/2006

LITERATURA

[1] H u r d T . , Using optical feedback to design a more robust high-

brightness LED system, Cypress Semiconductor, EDN, (2008),
n.1, www.cypress.com

[2] J i a n z h e n g H . , L i a n q i a o Y . , M o o W . S . , Electrical,

optical and thermal degradation of high power GaN/InGaN
light-emitting diodes, Journal of Physics D: Applied Physics. 41
(2008), 0351107

[3] LP5520 RGB Backlight LED Driver, datasheet, National

Semiconductor Corp., (2007), www.national.com

[4] R i c h a r d s o n C h . , LED Applications and Driving Techniques,

The Sight & Sound of Information, (2007), www.national.com

[5] S a n t o s B .

, Optical feedback extends white LEDs’ operating

life EDN , Jan 18, (2007), www.edn.com/article/CA6406731,
84

[6] Y u J . H . , F a r k a s G . , Q u i n t v a n V o o r s t V . , Transient

thermal analysis of power LEDs at package & board level, 11th
International workshop on thermal investigation of ICs and
systems, THERMINIC, Belgirate, Italy, (2005), 244-248

Autorzy

: dr inż. Marian Gilewski, Politechnika Białostocka, Wydział

Elektryczny,  Katedra  Automatyki  i  Elektroniki,  ul. Wiejska  45d,  15-
351 Białystok, E-mail: pbwemagi@pb.edu.pl;
dr  inż.  Andrzej  Karpiuk,  Politechnika  Białostocka,  Wydział
Elektryczny,  Katedra  Automatyki  i  Elektroniki,  ul. Wiejska  45d,  15-
351 Białystok, E-mail: akar@pb.edu.pl;

Przetwornik
częstotliwość
- napięcie

Napięcie

referencyjne

Programowalny

przetwornik

światło -

częstotliwość

Wzmacniacz

błędu

LED

Źródło

prądowe

Io = f(U)