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LED调光技能的剖析

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(

LED照明产品在代替通用白炽灯、节能灯照明的一起,除了可调光外,LED灯的发光色彩、光输出、发光功率等相关目标,与LED驱动的调光操控计划(例如0-10V,DALI等有关操控协议)、拓扑结构、散热体系、驱动计划以及现有的一些基础设施有很大相关,这些都影响到LED调光过程中的作业状况和调光操控功用。

  现在关于LED调光方面有如下几种技能:

  1、用调正向电流的办法来调亮度

  LED调光望文生义,能够理解为调整LED的亮度,调整LED的亮度,最简略的一个办法便是改动它的作业电流。由于依据LED的特性,其亮度与它的作业电流基本上成正比联系。图1中显现的是美国闻名芯片公司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联系。

图1 XLampXP-G的输出相对光强和正向电流的联系

  由上图可知,在LED光输出100%的时分,其作业电流为350mA,那么当其作业电流降低到200mA时,其光输出就大约是60%,当其作业电流降低到100mA时,光输出降低到大约25%。因而改动LED的正向电流巨细能够很简略的完成亮度的调理。

  1.1调理正向电流的办法

  剖析现在LED供电体系电路的拓扑结构,基本上一切的LED驱动芯片都有一个接口用来检测电流,这个接口的作业原理是经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阅电压比较,然后到达操控输出电流稳定的意图。这也是说调理LED的电流,最简略的办法便是改动和LED负载串联的电流检测电阻(图2a),就能够到达调光的意图。然后依据由于考虑体系全体功率的要素,这个检测电阻的值一般很小,往往只需几欧乃至只需零点几欧,经过在墙壁上装置一个几欧乃至零点几欧的电位器来调理电流是不太实践的一种做法,由于衔接LED灯和电位器之间的引线电阻也会有零点几欧了。

  此外,有些芯片因而供给了一个操控电压的接口,改动输入的操控电压就能够改动其输出恒流值。例如凌特公司的LT3478(图2b)只需改动R1和R2的比值,然后改动其芯片内部的基准电压,也能够改动其输出的恒流值。但是这种做法因其电路衔接办法的特殊性,很难大范围使用到实践照明使用体系中。

图2 输出恒流值的调理

  2、选用脉宽调制(PWM)来调光

  不同于传统白炽灯等相似线性阻抗光源,LED灯是一个能够完成快速开关的二极管,其开关速度基本上在us以上。这是其他传统光源的发光器材底子无法比拟的。因而针对于此,如果把驱动电源改成脉冲恒流源,经过改动脉冲宽度的办法,就能够改动其亮度。这种办法被称为脉宽调制调光法,也便是PWM调光。如下图3所示为这种PWM脉宽调制的波形。

图3 用改动脉冲宽度的办法来改动LED的亮度

  为完成PWM调光,经过研讨试验,一般的做法是在LED的负载中串入一个MOS开关管,LED的供电是用一个恒流源供电。

图4 用PWM信号快速通断LED串

  当需求完成调光功用时,芯片内部宣布一个PWM信号加到MOS管的极,然后能够快速的开关串联的LED,以到达完成调光的意图。跟着商场使用的不断老练,许多公司在开发这些相似的恒流芯片时,都会在芯片上附加一个PWM的接口,能够直接承受外部供给的PWM信号,以此来操控输出MOS开关管。

  3、选用交流电源的LED调光

  剖析传统白炽灯、卤素灯等调光体系,由于与LED灯比较,白炽灯和卤素灯是纯阻性器材,这也就意味着它的电流波形和电压波形永远是相同的,当选用可控硅来调光时,输入电压波形因可控硅导通视点改动而违背正弦波,也便是改动输入电压的有效值,就能够完成调光的意图。

  其电原理图如图5所示。虚线部分便是装置在墙上的可控硅调光开关。a-b之间的电阻便是白炽灯负载。所以可控硅开关直接与负载是串联的。

图5 可控硅调光的电路图和波形图

  可控硅电位器中带一个开关,接在n的输入端,用于操控灯的开关。可控硅导经过程中,改动其内部可调电阻的分压比,改动其导通角,就能够改动其输出电压有效值,然后完成调光功用。除了可控硅以外,还有晶体管前沿、后沿调光技能等,基本原理都差不多。

  小结

  照明商场开展到现在,伴跟着人们节能认识的不断加强,加上商场的需求,人们对整个照明体系的功用化越来越多,其间照明调光显得尤为显着。调光具有节能的有点,人们能够依据实践的亮度需求,经过相关的操控,即可获取其想要的亮度。相对于传统照明灯具如白炽灯、节能灯等,LED照明产品的调光节能作用更为显着。白炽灯、节能灯在调光的过程中其作业功率产生显着的下降现象,而LED灯恰恰相反,在调光过程中其发光功率反而会进步,这首要是由于在调光过程中,当LED灯在低发光亮度时,经过LED的正向电流变小,体系供电电路中相关回路上电阻成份上的损耗降低了,相应的体系的功率就进步了。因而针对LED的调光技能的研讨,还需求咱们做更多的研讨和剖析。

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