探討直流電源【LED凈化燈】的調光技術(shù)

用調正向電流的方法來(lái)調亮度要改變LED的亮度，是很容易實(shí)現的。首先想到的是改變它的驅動(dòng)電流，因為L(cháng)ED的亮度是幾乎和它的驅動(dòng)電流直接成正比關(guān)系。

    1、調節正向電流的方法

    調節LED的電流最簡(jiǎn)單的方法就是改變和LED負載串聯(lián)的電流檢測電阻，幾乎所有DC-DC恒流芯片都有一個(gè)檢測電流的接口，是檢測到的電壓和芯片內部的參考電壓比較，來(lái)控制電流的恒定。但是這個(gè)檢測電阻的值通常很小，只有零點(diǎn)幾歐，如果要在墻上裝一個(gè)零點(diǎn)幾歐的電位器來(lái)調節電流是不大可能的，因為引線(xiàn)電阻也會(huì )有零點(diǎn)幾歐了。所以有些芯片提供一個(gè)控制電壓接口，改變輸入的控制電壓就可以改變其輸出恒流值。

    2、調正向電流會(huì )使色譜偏移

    然而用調正向電流的方法來(lái)調亮度會(huì )產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，那就是在調亮度的同時(shí)也會(huì )改變它的光譜和色溫。因為目前白光LED都是用蘭光LED激發(fā)黃色熒光粉而產(chǎn)生，當正向電流減小時(shí)，藍光LED亮度增加而黃色熒光粉的厚度并沒(méi)有按比例減薄，從而使其光譜的主波長(cháng)增長(cháng)。如：當正向電流為350mA時(shí)，色溫為5734K，而正向電流增加到350mA時(shí)，色溫就偏移到5636K.電流再進(jìn)一步減小時(shí)，色溫會(huì )向暖色變化。

    當然這些問(wèn)題在一般的實(shí)際照明中可能不算是一個(gè)大問(wèn)題。然而在采用RGB的LED系統中，就會(huì )引起彩色的偏移，而人眼對彩色的偏差是十分敏感的，因此也是不能允許的。

    3、調電流會(huì )產(chǎn)生使恒流源無(wú)法工作的嚴重問(wèn)題

    然而在具體實(shí)現中，用調正向電流的方法來(lái)調光可能會(huì )產(chǎn)生一個(gè)更為嚴重的問(wèn)題。

    我們知道LED通常是用DC-DC的恒流驅動(dòng)電源來(lái)驅動(dòng)的，而這類(lèi)恒流驅動(dòng)源通常分為升壓型或降壓型兩種(當然還有升降壓型，但由于效率低、價(jià)錢(qián)貴而不常用)。究竟采用升壓型還是降壓型是由電源電壓和LED負載電壓之間的關(guān)系決定的。假如電源電壓低于負載電壓就采用升壓型;假如電源電壓高于負載電壓就采用降壓型。而LED的正向電壓是由其正向電流決定的。從LED的伏安特性可知，正向電流的變化會(huì )引起正向電壓的相應變化，確切地說(shuō)，正向電流的減小也會(huì )引起正向電壓的減小。所以在把電流調低的時(shí)候，LED的正向電壓也就跟著(zhù)降低。這就會(huì )改變電源電壓和負載電壓之間的關(guān)系。

    例如，在一個(gè)輸入為24V的LED燈具中，采用了8顆1W的大功率LED串聯(lián)起來(lái)。在正向電流為350mA時(shí)，每個(gè)LED的正向電壓是3.3V.那么8顆串聯(lián)就是26.4V，比輸入電壓高。所以應該采用升壓型恒流源。但是，為了要調光，把電流降到100mA，這時(shí)候的正向電壓只有2.8V，8顆串聯(lián)為22.4V，負載電壓就變成低于電源電壓。這樣升壓型恒流源就根本無(wú)法工作，而應該采用降壓型。對于一個(gè)升壓型的恒流源一定要它工作于降壓是不行的，最后LED就會(huì )出現閃爍現象。實(shí)際上，只要是采用了升壓型恒流源，在用調正向電流調光時(shí)，只要調到很低的亮度幾乎一定會(huì )產(chǎn)生閃爍現象。因為那時(shí)候的LED負載電壓一定是低于電源電壓。很多人因為不了解其中的問(wèn)題，還總要去從調光的電路里去找問(wèn)題，那是徒勞無(wú)益的。

    采用降壓型恒流源問(wèn)題會(huì )少一些，因為如果本來(lái)電源電壓高于負載電壓，當亮度是往低調，負載電壓是降低的，所以還是需要降壓型恒流源。但是如果調到非常低的正向電流，LED的負載電壓也變得很低，那時(shí)候降壓比非常大，也可能超出了這種降壓型恒流源的正常工作范圍，也會(huì )使它無(wú)法工作而產(chǎn)生閃爍。

    4、長(cháng)時(shí)間工作于低亮度有可能會(huì )使降壓型恒流源效率降低溫升增高而無(wú)法工作

    一般人可能認為向下調光是降低恒流源的輸出功率，所以不可能會(huì )引起降壓型恒流源的功耗加大而溫升增高。殊不知當降低正向電流時(shí)所引起的正向電壓降低會(huì )使降壓比降低。而降壓型恒流源的效率是和降壓比有關(guān)的，降壓比越大，效率越低，損耗在芯片上的功耗越大。

    5、調節正向電流無(wú)法得到精確調光

    因為正向電流和光輸出并不是完全正比關(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(xiàn)。所以用調節正向電流的方法很難實(shí)現精確的光輸出控制。

    LED是一個(gè)二極管，它可以實(shí)現快速開(kāi)關(guān)。它的開(kāi)關(guān)速度可以高達微秒以上。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(chēng)為脈寬調制(PWM)調光法。假如脈沖的周期為tpwm，脈沖寬度為ton，那么其工作比D(或稱(chēng)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。

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