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基于直流高壓電源LED的調(diào)光技術

發(fā)布時間： 2016-05-27 11:44:09 關注量：1724

用調(diào)正向電流的方法來調(diào)亮度要改變LED的亮度，是很容易實現(xiàn)的。首先想到的是改變它的驅動電流，因為LED的亮度是幾乎和它的驅動電流直接成正比關系。

調(diào)節(jié)正向電流的方法
調(diào)節(jié)LED的電流最簡單的方法就是改變和LED負載串聯(lián)的電流檢測電阻，幾乎所有DC-DC恒流芯片都有一個檢測電流的接口，是檢測到的電壓和芯片內(nèi)部的參考電壓比較，來控制電流的恒定。但是這個檢測電阻的值通常很小，只有零點幾歐，如果要在墻上裝一個零點幾歐的電位器來調(diào)節(jié)電流是不大可能的，因為引線電阻也會有零點幾歐了。所以有些芯片提供一個控制電壓接口，改變輸入的控制電壓就可以改變其輸出恒流值。

調(diào)正向電流會使色譜偏移
然而用調(diào)正向電流的方法來調(diào)亮度會產(chǎn)生一個問題，那就是在調(diào)亮度的同時也會改變它的光譜和色溫。因為目前白光LED都是用蘭光LED激發(fā)黃色熒光粉而產(chǎn)生，當正向電流減小時，藍光LED亮度增加而黃色熒光粉的厚度并沒有按比例減薄，從而使其光譜的主波長增長。如：當正向電流為350mA時，色溫為 5734K，而正向電流增加到350mA時，色溫就偏移到5636K.電流再進一步減小時，色溫會向暖色變化。

當然這些問題在一般的實際照明中可能不算是一個大問題。然而在采用RGB的LED系統(tǒng)中，就會引起彩色的偏移，而人眼對彩色的偏差是十分敏感的，因此也是不能允許的。

調(diào)電流會產(chǎn)生使恒流源無法工作的嚴重問題
然而在具體實現(xiàn)中，用調(diào)正向電流的方法來調(diào)光可能會產(chǎn)生一個更為嚴重的問題。LED通常是用DC-DC的恒流驅動電源來驅動的，而這類恒流驅動源通常分為升壓型或降壓型兩種(當然還有升降壓型，但由于效率低、價錢貴而不常用)。究竟采用升壓型還是降壓型是由電源電壓和LED負載電壓之間的關系決定的。假如電源電壓低于負載電壓就采用升壓型;假如電源電壓高于負載電壓就采用降壓型。而LED的正向電壓是由其正向電流決定的。從LED的伏安特性可知，正向電流的變化會引起正向電壓的相應變化，確切地說，正向電流的減小也會引起正向電壓的減小。所以在把電流調(diào)低的時候，LED的正向電壓也就跟著降低。這就會改變電源電壓和負載電壓之間的關系。

采用降壓型恒流源問題會少一些，因為如果本來電源電壓高于負載電壓，當亮度是往低調(diào)，負載電壓是降低的，所以還是需要降壓型恒流源。但是如果調(diào)到非常低的正向電流，LED的負載電壓也變得很低，那時候降壓比非常大，也可能超出了這種降壓型恒流源的正常工作范圍，也會使它無法工作而產(chǎn)生閃爍。

長時間工作于低亮度有可能會使降壓型恒流源效率降低溫升增高而無法工作
一般人可能認為向下調(diào)光是降低恒流源的輸出功率，所以不可能會引起降壓型恒流源的功耗加大而溫升增高。殊不知當降低正向電流時所引起的正向電壓降低會使降壓比降低。而降壓型恒流源的效率是和降壓比有關的，降壓比越大，效率越低，損耗在芯片上的功耗越大。

調(diào)節(jié)正向電流無法得到精確調(diào)光
因為正向電流和光輸出并不是完全正比關系，而且不同的LED會有不同的正向電流和光輸出關系曲線。所以用調(diào)節(jié)正向電流的方法很難實現(xiàn)精確的光輸出控制。

LED是一個二極管，它可以實現(xiàn)快速開關。它的開關速度可以高達微秒以上。是任何發(fā)光器件所無法比擬的。因此，只要把電源改成脈沖恒流源，用改變脈沖寬度的方法，就可以改變其亮度。這種方法稱為脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光法。假如脈沖的周期為tpwm，脈沖寬度為ton，那么其工作比D(或稱為孔度比)就是 ton/tpwm.改變恒流源脈沖的工作比就可以改變LED的亮度。

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