LED的調(diào)光

　　圖6. 降壓型恒流源的效率和降壓比的關(guān)系

　　圖中的輸入電壓為35V，輸出電流為2A，當(dāng)輸出電壓為30V時(shí)，效率可以高達(dá)97.8

%。但是當(dāng)輸出電壓降低到20V時(shí)，效率就降為96%；當(dāng)輸出電壓降低為10V時(shí)，效率就降低為92%。在這三種情況下，盡管其輸出功率依次為60W，40W和20W，但是其損耗功率卻依次為1.2W，1.6W，1.6W。后兩種情況下功耗增大了33%。假如恒流模塊的散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)得非常臨界，增加33%的耗散功率就有可能會(huì)使芯片的結(jié)溫升高，以致發(fā)生過(guò)溫保護(hù)而無(wú)法工作，嚴(yán)重時(shí)也有可能使芯片燒毀。

　　1.5 調(diào)節(jié)正向電流無(wú)法得到精確調(diào)光

　　因?yàn)檎螂娏骱凸廨敵霾⒉皇峭耆汝P(guān)系，而且不同的LED會(huì)有不同的正向電流和光輸出關(guān)系曲線。所以用調(diào)節(jié)正向電流的方法很難實(shí)現(xiàn)精確的光輸出控制。

　　二．采用脈寬調(diào)制（PWM）來(lái)調(diào)光

　　 LED是一個(gè)二極管，它可以實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān)。它的開(kāi)關(guān)速度可以高達(dá)微秒以上。是任何發(fā)光器件所無(wú)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。圖7表示這種脈寬調(diào)制的波形。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。

　　圖7.. 用改變脈沖寬度的方法來(lái)改變LED的亮度

　　2.1 如何實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)光

　　具體實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)光的方法就是在LED的負(fù)載中串入一個(gè)MOS開(kāi)關(guān)管（圖8），這串LED的陽(yáng)極用一個(gè)恒流源供電。

　　圖8. 用PWM信號(hào)快速通斷LED串

　　然后用一個(gè)PWM信號(hào)加到MOS管的柵極，以快速地開(kāi)關(guān)這串LED。從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光。也有不少恒流芯片本身就帶一個(gè)PWM的接口，可以直接接受PWM信號(hào)，再輸出控制MOS開(kāi)關(guān)管。那么這種PWM調(diào)光方法有那些優(yōu)缺點(diǎn)呢？

　　2.2脈寬調(diào)制調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)

　　 1．不會(huì)產(chǎn)生任何色譜偏移。因?yàn)長(zhǎng)ED始終工作在滿幅度電流和0之間。 2．可以有極高的調(diào)光精確度。因?yàn)槊}沖波形完全可以控制到很高的精度，所以很容易實(shí)現(xiàn)萬(wàn)分之一的精度。

　　 3．可以和數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合來(lái)進(jìn)行控制。因?yàn)槿魏螖?shù)字都可以很容易變換成為一個(gè)PWM信號(hào)。

　　 4． 即使在很大范圍內(nèi)調(diào)光，也不會(huì)發(fā)生閃爍現(xiàn)象。因?yàn)椴粫?huì)改變恒流源的工作條件（升壓比或降壓比），更不可能發(fā)生過(guò)熱等問(wèn)題。

　　2.3 脈寬調(diào)光要注意的問(wèn)題

　　 1． 脈沖頻率的選擇 因?yàn)長(zhǎng)ED是處于快速開(kāi)關(guān)狀態(tài)，假如工作頻率很低，人眼就會(huì)感到閃爍。為了充分利用人眼的視覺(jué)殘留現(xiàn)象，它的工作頻率應(yīng)當(dāng)高于100Hz，最好為200Hz。

　　 2． 消除調(diào)光引起的嘯聲： 雖然200Hz以上人眼無(wú)法察覺(jué)，可是一直到20kHz卻都是人耳聽(tīng)覺(jué)的范圍。這時(shí)候就有可能會(huì)聽(tīng)到絲絲的聲音。解決這個(gè)問(wèn)題有兩種方法，一是把開(kāi)關(guān)頻率提高到20kHz以上，跳出人耳聽(tīng)覺(jué)的范圍。但是頻率過(guò)高也會(huì)引起一些問(wèn)題，因?yàn)楦鞣N寄生參數(shù)的影響，會(huì)使脈沖波形（前后沿）產(chǎn)生畸變。這就降低了調(diào)光的精確度。另一種方法是找出發(fā)聲的器件而加以處理。實(shí)際上，主要的發(fā)聲器件是輸出端的陶瓷電容，因?yàn)樘沾呻娙萃ǔ６际怯筛呓殡姵?shù)的陶瓷所做成，這類陶瓷都具有壓電特性。在200Hz的脈沖作用下就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)而發(fā)聲。解決的方法是采用鉭電容來(lái)代替。不過(guò)，高耐壓的鉭電容很難得到，而且價(jià)錢很貴，會(huì)增加一些成本。

　　第二部分 采用交流電源的LED調(diào)光

　　三．用可控硅對(duì)LED調(diào)光

　　 普通的白熾燈和鹵素?zé)敉ǔ２捎每煽毓鑱?lái)調(diào)光。因?yàn)榘谉霟艉望u素?zé)羰且粋€(gè)純阻器件，它不要求輸入電壓一定是正弦波，因?yàn)樗碾娏鞑ㄐ斡肋h(yuǎn)和電壓波形一樣，所以不管電壓波形如何偏離正弦波，只要改變輸入電壓的有效值，就可以調(diào)光。采用可控硅就是對(duì)交流電的正弦波加以切割而達(dá)到改變其有效值的目的。其電原理圖如圖9所示。虛線部分就是安裝在墻上的可控硅調(diào)光開(kāi)關(guān)。a-b之間

　　的電阻就是白熾燈負(fù)載。所以負(fù)載是和可控硅開(kāi)關(guān)串聯(lián)的。

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