LED照明正在改动人们运用照明的办法,继而敞开规划人员将智能操控和颜色混合融合到LED照明设备的新机遇。DSC可推进很多运用领域的立异:从轿车头灯和尾灯到最先进的灯火秀,后者可将一个公共建筑变为一件艺术品。
LED的高能效、调光功用和寿数长的共同结合使变色照明设备愈加高效、本钱更低且更易完成。再结合数字信号操控器(DSC)即可完成高效的LED驱动和精确的颜色操控以及与外界的通讯。所有这些特性为规划人员开发颇具特征的下一代LED照明设备供给了较大的空间。
亮度越高,越杂乱
低功耗指示灯LED在很多产品中占有侧重要方位且大多数工程师熟知其简略规划:他们所需求的仅仅一个电源和一个具有适宜阻值的串联电阻,以坚持LED的电流低于小于5 mA的典型值。规划人员可将LED连接到单片机上的GPIO引脚使之闪耀。但是,将高亮度、高电流LED(正向电流超越350 mA)串联在一起,简略的LED规划却会变得恰当杂乱。此刻,除了温度改动和LED自身发生的极高温度以外,规划人员还面对操控电流的应战。
图1:光通量与正向电流成正比
智能电流操控
高亮度LED需求坚持相对较高的安稳电流才干坚持亮度和颜色。图1显现了LED的光通量与流经LED的正向电流(IF)的比例关系。因而,坚持正向电流安稳关于完成共同的颜色和光输出至关重要。选用简略的电阻与LED串联电路时,可经过以下公式确认正向电流:
(IF = (VSource-VF)/R)
当电源电压(VSource)改动时,正向电流将跟着改动,然后导致LED宣布的光能量也发生改动。因而,需求运用一个可有用调理正向电流的电源来驱动LED.
温度操控
一般,LED的正向电压(VF)跟着温度的升高而增大,即便在正向电流安稳和安稳的状况下也是如此。图2显现了未恰当调理的正向电流与LED的正向电压坚持共同改动的景象,并解说了为何操控流经LED的正向电流比操控正向电压更重要。
图2:正向电压的改动对正向电流的影响
高功耗LED自身发生的很多热量可导致LED寿数显着下降并或许过早损坏。关于每个规划来说,有用操控LED的正向电流就需求依据方针正向电流和预估正向电压来确认散热水平。运用温度传感器还可监督或许的过热状况。
精确的颜色操控
LED简直能够当即改动其光输出这一现实,使其成为了需求快速改动颜色的灯具的抱负之选。经过运用一系列赤色、绿色和蓝色LED便可发生恣意一种颜色,而咱们只需调整每个LED的亮度。一种办法是简略地增大或减小每个LED的正向电流。但该办法的问题是,改动正向电压不只会改动亮度,还会使LED的输出光颜色稍微改动,这对需求精确颜色的运用来说是个问题。
另一种办法是运用脉冲电流,它可供给相同的调光作用,而输出光颜色不会有感知上的改动。如图3所示,赤色虚线表明均匀脉冲电流在发生亮度改动的一起却坚持流过LED的正向电流安稳,因而,不会改动感知颜色。
图3:发生正向电流脉冲以更改感知亮度
数字调光操控
运用数字信号操控器(DSC)极大地简化了选用脉冲电流技能的调光进程。许多DSC上的高档PWM模块可用来生成PWM信号,这些信号用来操控LED的功率级。这些PWM模块具有可快速、精确封闭PWM 输出的“改写输入”,支撑操控流经LED的电流,然后对LED进行调光。调光量量化为介于零和表明最大亮度的值之间的数字。要将LED设置为50%亮度,计数器将从零计数到255并在计数到128时触发PWM 改写。然后,PWM输出关断以消除LED电流。当计数器到达其最大值255时,复位为0并从头使能PWM.当需求对LED进行调光时重复该进程以发生脉冲电流,如图4所示。一般运用400 Hz以上的频率来保证调光频率足够快,这样人眼才不会察觉到LED闪耀。