全方面解析LED的調光

引言

　　作為一種光源，調光是很重要的。不僅是為了在家居中得到一個(gè)更舒適的環(huán)境，在今天來(lái)說(shuō)，減少不必要的電光線(xiàn)，以進(jìn)一步實(shí)現節能減排的目的是更加重要的一件事。而且對于LED光源來(lái)說(shuō)，調光也是比其他熒光燈、節能燈、高壓鈉燈等更容易實(shí)現，所以更應該在各種類(lèi)型的LED燈具中加上調光的功能。

　　第一部分 采用直流電源LED的調光技術(shù)

　　1 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。圖1中顯示了Cree公司的XLampXP-G的輸出相對光強和正向電流的關(guān)系。

圖1. XLampXP-G的輸出相對光強和正向電流的關(guān)系

　　由圖中可知，假如以350mA時(shí)的光輸出作為100%，那么200mA時(shí)的光輸出就大約是60%，100mA時(shí)大約是25%。所以調電流可以很容易實(shí)現亮度的調節。

　　1.1 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（圖2a），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。例如凌特公司的LT3478（圖2b）只要改變R1和R2的比值，也可以改變其輸出的恒流值。

圖2. 輸出恒流值的調節

　　1.2 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)，具體實(shí)例如圖3所示。

圖3. 主波長(cháng)和正向電流的關(guān)系

　　當正向電流為350mA時(shí)，主波長(cháng)為545.8nm；當正向電流減小為200mA時(shí)，主波長(cháng)為548.6nm；當正向電流減小為100mA時(shí)，主波長(cháng)為550.2nm。

　　正向電流的改變也會(huì )引起色溫的變化（圖4）。

圖4. 白光LED的色溫和正向電流的關(guān)系

　　由圖4可知，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。