几种LED调光技术的分析
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LED照明产品在替代通用白炽灯、节能灯照明的同时，除了可调光外，LED灯的发光颜色、光输出、发光效率等相关指标，与LED驱动的调光控制方案(例如0-10V，DALI等有关控制协议)、拓扑结构、散热系统、驱动方案以及现有的一些基础设施有很大关联，这些都影响到LED调光过程中的工作状态和调光控制性能。 目前关于LED调光方面有如下几种技术： 1、用调正向电流的方法来调亮度 LED调光顾名思义，可以理解为调整LED的亮度，调整LED的亮度，最简单的一个措施就是改变它的工作电流。因为根据LED的特性，其亮度与它的工作电流基本上成正比关系。图1中显示的是美国知名芯片公司 Cree 公司的一款大功率LED芯片 XlampXP-G 的输出相对光强和正向电流的关系。 图1 XLampXP-G 的输出相对光强和正向电流的关系 由上图可知，在LED 光输出100%的时候，其工作电流为350mA，那么当其工作电流降低到200mA时，其光输出就大约是60%，当其工作电流降低到100mA时，光输出降低到大约25%。因此改变LED的正向电流大小可以很容易的实现亮度的调节。 1.1 调节正向电流的方法 分析目前LED供电系统电路的拓扑结构，基本上所有的LED驱动芯片都有一个接口用来检测电流，这个接口的工作原理是通过检测到输出的电流检测电阻上的电压来和芯片内部的参考电压比较，从而达到控制输出电流恒定的目的。这也是说调节LED的电流，最简单的方法就是改变和LED负载串联的电流检测电阻(图 2a)，就可以达到调光的目的。然后根据由于考虑系统整体效率的因素，这个检测电阻的值通常很小，往往只有几欧甚至只有零点几欧，通过在墙壁上安装一个几欧甚至零点几欧的电位器来调节电流是不太现实的一种做法，因为连接LED灯和电位器之间的引线电阻也会有零点几欧了。 此外，有些芯片因此提供了一个控制电压的接口，改变输入的控制电压就可以改变其输出恒流值。例如凌特公司的 LT3478(图 2b)只要改变 R1 和 R2 的比值，从而改变其芯片内部的基准电压，也可以改变其输出的恒流值。然而这种做法因其电路连接方式的特殊性，很难大范围应用到实际照明应用系统中。 图2 输出恒流值的调节 2、采用脉宽调制(PWM)来调光 不同于传统白炽灯等类似线性阻抗光源，LED灯是一个可以实现快速开关的二极管，其开关速度基本上在us以上。这是其他传统光源的发光器件根本无法比拟的。因此针对于此，如果把驱动电源改成脉冲恒流源，通过改变脉冲宽度的方法，就可以改变其亮度。这种方法被称为脉宽调制调光法，也就是PWM调光。如下图3所示为这种PWM脉宽调制的波形。 |
