红外线发光二极管驱动电路

使用红外线发光二极管时，驱动电路的设计相称重要，好的设计能使红外线发

光二极管的发光效率{zg}，且使用寿命增长，所以在此要特殊介绍驱动电路。

1.电阻负载驱动：

红外线发射二极管在使用时，须由电流驱动，又其发光强度是与电流成比例变

化，所以电流控制方式的重要性就相对的增加了。图8所示为其电阻负载驱动方式，

这是最简朴的驱动方式，驱动是以直流为之，根据图9所示的正向电压、电流

特性可绘出其负载线，并求出其点。该工作点所对应的电压、电流分别为VF及

IF ，其算式为：

图8发光二极管的驱动电路 图9发光二极管正向电流－电压特性及工作点

在进行设计时，最重要的是在IF电流的控制，设计出的IF不能太大，若大于

IF(max)则元件有烧毁之虑，IF若太小，则其发射束就会变小。另外在电源电压的取

得亦须注重其稳定性，为求得发射光束的稳定，电源电压的稳定要求相对的提高，

所以在精密的红外线控制中，应尽量做到电源的稳定，有时为求其稳定性也可将电

源提高，电源提高之后，为保持电流的不变，所使用的限流电阻亦相对的提高，此

时电源的微量变动，对电流影响就不大了，以下就介绍电阻负载驱动设计例：假设

电源电压VCC=5V，电流IF取小于IF (max)为20mA，由图8的特性曲线求得电压

VF=1.2V代入驱动公式可得： 得R =190Ω，此时R须采用190Ω，

红外线发射二极管即可取得20mA的驱动电流。

2.多个红外线发射二极管的串、并联驱动

有时候用一个发光二极管的发射，其输出能力是不够的，因此也可同时采用多

个发光二极管做发射，以加强其输出能力，多个红外线发光二极管的驱动有两种，

一是串联，一是并联。图10是串联驱动的方式 ，图11是并联驱动的方式，

每一支路电流 ，所以电源总共提供了N×If的电流。

图10串联的发光二极管的驱动方式 图11并联的发光二极管之驱动方式

3.用晶体管做为定电流的驱动电路

为求红外线发光二极管所发射出光束的稳定，也可借定电流电路驱动之，定电

流电路的设计可采用如图12所示三种方式为之，图中采用二极管做定电压，可

以得到IE电流，又，所以IF≒(Vz-VBE)/RE，式中VZ，VBE，RE皆为定数，

所以IF固定不变，因此可以在晶体集极串接很多个红外线发光二极管。

图12

图12定电流驱动方式

4.脉冲波调变驱动电路

红外线发光二极管用脉冲调变，亦是传达信号的一种，而且也是一种较理

想的方式，在前节曾经提过，假如红外线发光二极管，流过大量电流就会得到大的

发射束，但是电流的极限，受到规格的限制，因此，利用脉冲调变方式降低其平均

电流，就可能容许有比较大的峰值电流流过，使得发射光束相对的增强。

下面就介绍几种脉冲驱动方式，供做参考。图13所示，为晶体管多谐振荡驱动方式，

利用Tr1，2形成无稳态振荡器，其工作周期可由R1，R2，C1，C2决定，Tr3则负

责电流放大，GL520则为红外线发光二极管。

图13用管组成的振荡驱动电路

无稳态电路
无单稳态多谐振荡器电路如图13所示，当加上电源后，电容器C1经外接电阻Ra与Rb由Vcc充电，电容器C1两端电压一三极管无稳态多谐振荡器电路 此电路之输出并不会固定在某一稳定状态，其输出会在两个稳态(饱和或截止)之间交替变换，因此输出波形似近一方波。
无稳态多谐震荡器电路，图中两个三极管Q1、Q2在“Q1饱和／Q2截止”和“Q1截止／Q2饱和”，二种状态周期性的互换，其工作原理如下：
当VCC通电瞬间   C2放电，C1充电回路

(1)当VCC接上瞬间，Q1、Q2分别由RB1、RB2获得正向偏压，同时C1、C2亦分别经RC1、RC2充电。
(2)由于Q1、Q2的特性无法百分之百相同，假设某一三极管Q1之电流增益比另一个三极管Q2高，则Q1会比Q2先进入饱和(ON)状态，而当Q1饱和时，C2由Q1 CE极经VCC、RB2放电，在Q2 BE极形成一逆向偏压，促使Q2截止。同时C1经Rc2及Q1的BE极于短时间内完成充电至VCC，如图4所示。
C1放电，C2充电回路
(3) Q1 ON、Q2 OFF的情形并不侍定的，当C2放电完后(T2=0.7 RB2 C2秒)，C2由VCC经RB2、Q1C-E极反向充电，当充到0.7V时，此时Q2获得偏压而进入饱和(ON)，C1由Q2 CE极，Vcc、RB1放电，同样地，造成Q1 BE极逆偏压。 Q1截止(OFF)，C2经RC1及Q2B-E极于短时间充至VCC，如图5所示。
(4)同理，C1放完电后(T=0.7 RB2 C1秒)，Q1经RB1获得偏压而导通，Q2 OFF
如此反覆循环下去。如图所示波形。
周期T=T1+T2=0.7 RB1 C1+0.7 RB2 C2
若RB1= RB2=RB C2=C1=C
则T=1.4RBC     f= 1/T

如果将RC1、RC2换成两个发光二极管，发光二极管一亮一暗，不断交替。也就是说，两个三极管中，一个饱和，另一个截止，而且不断交换。这种电路没有一个稳定的状态，叫做无稳态电路，无稳态电路的用途也很广，如汽车的转弯灯等