2013年10月18日星期五

LED采用脉宽调制(PWM)来调光的技巧


        LED是一个二极管,它可以实现快速开关。它的开关速度可以高达微秒以上。是任何发光器件所无法比拟的。因此,只要把电源改成脉冲恒流源,用改变脉冲宽度的方法,就可以变其亮度。这种方法称为脉宽调制(PWM)调光法。下图表示这种脉宽调制的波形。假如脉冲的周期为tpwm,脉冲宽度为ton,那么其工作比D(或称为孔度比)就是ton/tpwm。改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度。
         具体实现PWM调光的方法就是在LED的负载中串入一个MOS开关管然后用一个PWM信号加到MOS管的栅极,以快速地开关这串LED,从而实现调光。也有不少恒流芯片本身就带一个PWM的接口,可以直接接受PWM信号,再输出控制MOS开关管。脉宽调制调光的优点:
  (1)不会产生任何色谱偏移。因为LED始终工作在满幅度电流和0之间。
  (2)可以有极高的调光精确度。因为脉冲波形完全可以控制到很高的精度,所以很容易实现万分之一的精度。
  (3)可以和数字控制技术相结合来进行控制。因为任何数字都可以很容易变换成为一个PWM信号。
  (4)即使在很大范围内调光,也不会发生闪烁现象。因为不会改变恒流源的工作条件(升压比或降压比),更不可能发生过热等问题。
        LED究竟应该采用什么样的调光系统呢?调光最好是采用PWM调光,采用PWM调光时,可以在墙上开关里安装一个简单的PWM发生器,然后利用电位器来控制PWM的工作比从而实现调光。但是如果还要开关灯的亮灭,那么就需要再加一对线。所以无法兼容原来墙里的的可控硅开关的引线。原来的可控硅开关的引线只有2根,就可以又能调光又能开关。这个优点是很难兼容的。不过实际上真正最常用的调光灯具是台灯或立灯,那些调光开关都是安装在电源线上而不是墙里,那也就无所谓要利用墙里的两根引线了。也就是说,PWM调光是可以直接应用于调光型台灯的。

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