调光技术

  • 作者:Moilk
  • 最后编辑:2017年08月28日
  • 标签: 硬件

目前调光技术主要有三种形式:正向电流调节PWM调光以及可控硅电路调光

正向电流调节

LED亮度与驱动电流之间几乎成正比关系,正向电流调节利用该原理实现灯光的调节,改变驱动电流的大小即可改变灯光的亮度。正向电流的调光是最容易实现的,出现的主要问题有:

  • 光谱偏移、无法精确调光;
  • 低亮度的工作可使降压型的恒流源效率调低,导致损耗功率增加,引起系统温度升高,严重时会烧毁芯片

脉宽调制(PWM)的调节

PWM的调光方法,其原理是通过改变脉冲恒流源的脉冲宽度,即改变恒流源脉冲信号的工作比,实现亮度的调节。PWM被认为针对于LED灯调光技术最佳的方法,通常是在电路的恒流源上,外接一个DC/DC的变换器。

该方法的优点:

  • 不会出现色谱偏移
  • 调光的精确度较高

改方法的缺点:

  • 如果工作频率很低,人眼就会感到闪烁,因此工作频率应该高于100Hz,最好为200Hz
  • PWM调光可能会产生电感啸声,发出丝丝的声音。虽然200Hz以上人眼无法察觉,但是知道20kHz都是人耳听觉的范围。解决这个问题有两种方法:
    1. 把频率提升到20kHz以上,不过这样会增加寄生参数的影响,是脉冲波形前后沿产生畸变,降低调光的精确度
    2. 找出发声器件加以处理。发声器件主要是输出端的陶瓷电容,陶瓷电容通常是由高介电常数的陶瓷做成的,在200Hz的脉冲下会产生机械振动而发声。解决方法就是用钽电容来代替,不过这样会增加成本。

介电常数:介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,介质中电场与原外加电场(真空中)的比值即为相对介电常数

可控硅电路调光

普通的白炽灯和卤素灯通常采用可控硅来调光。因为白炽灯和卤素灯是一个纯阻器件,它不要求输入电压一定是正弦波,因为它的电流波形永远和电压波形一样,所以不管电压波形如何偏离正弦波,只要改变输入电压的有效值,就可以调光

可控硅调光是通过改变可变电阻的分压改变导通角,输入电压经过导通角调制后,改变了输入电压的有效值,实现了调光操作。由于白炽灯、节能灯和卤素灯都是纯电阻器件,输入电压有效值的改变就能实现灯光的调节。可控硅电路应用到LED灯调节时,可控硅的信号振荡器可能会产生噪声和闪烁,目前解决办法就是采用兼容可控硅调光IC和LED灯具