弱弱地問(wèn)一句:您還在為L(cháng)ED調光發(fā)愁嗎？

眾所周知LED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。

一、采用直流電源led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。

1.1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。

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)。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。

1.3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。

1.4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。

1.5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。

2.1如何實(shí)現PWM調光

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

然后用一個(gè)PWM信號加到MOS管的柵極，以快速地開(kāi)關(guān)這串LED.從而實(shí)現調光。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，再輸出控制MOS開(kāi)關(guān)管。那么這種PWM調光方法有那些優(yōu)缺點(diǎn)呢？

2.2脈寬調制調光的優(yōu)點(diǎn)

1.不會(huì )產(chǎn)生任何色譜偏移。因為L(cháng)ED始終工作在滿(mǎn)幅度電流和0之間。

2.可以有極高的調光精確度。因為脈沖波形完全可以控制到很高的精度，所以很容易實(shí)現萬(wàn)分之一的精度。

3.可以和數字控制技術(shù)相結合來(lái)進(jìn)行控制。因為任何數字都可以很容易變換成為一個(gè)PWM信號。

4.即使在很大范圍內調光，也不會(huì )發(fā)生閃爍現象。因為不會(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脈寬調光要注意的問(wèn)題

1.脈沖頻率的選擇：因為L(cháng)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)殘留現象，它的工作頻率應當高于100Hz,最好為200Hz.

2.消除調光引起的嘯聲：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，因為各種寄生參數的影響，會(huì )使脈沖波形（前后沿）產(chǎn)生畸變。這就降低了調光的精確度。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，因為陶瓷電容通常都是由高介電常數的陶瓷所做成，這類(lèi)陶瓷都具有壓電特性。在200Hz的脈沖作用下就會(huì )產(chǎn)生機械振動(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(qián)很貴，會(huì )增加一些成本。

二、采用交流電源的LED調光

3、用可控硅對LED調光

普通的白熾燈和鹵素燈通常采用可控硅來(lái)調光。因為白熾燈和鹵素燈是一個(gè)純阻器件，它不要求輸入電壓一定是正弦波，因為它的電流波形永遠和電壓波形一樣，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，就可以調光。采用可控硅就是對交流電的正弦波加以切割而達到改變其有效值的目的。負載是和可控硅開(kāi)關(guān)串聯(lián)的。

改變可變電阻的分壓比就可以改變其導通角，從而實(shí)現改變其有效值的目的。通常這個(gè)電位器帶一個(gè)開(kāi)關(guān)，接在n的輸入端，用于開(kāi)關(guān)燈。除了可控硅以外，還有晶體管后沿調光技術(shù)等等，因為它們的基本問(wèn)題是相同的，就不在此介紹了。

3.1可控硅調光的缺點(diǎn)和問(wèn)題

然而，可控硅調光存在一系列問(wèn)題。

1.可控硅破壞了正弦波的波形，從而降低了功率因素值，通常PF低于