LED的脉宽调制(PWM)调光法

郑在旭

      LED光源的调光不能够简单用降低LED的输入电压或输入电流来实现，另外LED的正弦波的波形有别于白炽灯的波形，因此也不能简单得通过改变其导通角，从而实现改变其有效值(有效调光)的目的。
    普通的白炽灯和卤素灯通常采用可控硅来调光。因为白炽灯和卤素灯是一个纯电阻器件，它不要求输入电压一定是正弦波，因为它的电流波形永远和电压波形一样，所以不管电压波形如何偏离正弦波，只要改变输入电压的有效值，就可以调光。
　　然而可控硅调光对LED光源的调节会产生意想不到的问题，那就是输入端的LC滤波器会使可控硅产生振荡，这种振荡对于白炽灯是无所谓的，因为白炽灯的热惯性使得人眼根本看不出这种振荡，但是对于LED的驱动电源就会产生音频噪声和闪烁。另外可控硅调光会破坏正弦波的波形，从而降低了其功率因素值(通常低于0.5)，因此可控硅调光大大降低了LED的系统效率。而且可控硅调光的波形加大了谐波系数，非正弦的波形会在线路上产生严重的干扰信号(EMI)污染电网，严重的会使电网瘫痪。
( Q' H( z( x8 S" g) g　   PWM(脉宽调制)调光方式可以很好的解决以上问题，因为LED是一个二极管，它可以实现快速开关，它可允许的开关速度可以高达微秒以上，是任何发光器件所无法比拟的。因此，只要把电源改成脉冲恒流源，用改变脉冲宽度的方法，就可以改变其亮度，这种方法称为脉宽调制(PWM)调光法。这种调光方式就像一个以高达微秒以上开关的水闸，由于该水闸开关频率很快，快到我们无法用肉眼识别其开关的状态，其结果是我们只能通过流出水量的多少，才能识别其开关频率的快慢。另外由于该水闸改变的是输出水流的占空比(水流有效流量)，不改变水流的瞬间水压及瞬间流量，因此该水闸的高达微秒以上开关动作不会影响水力发电的工作，因为瞬间水压及瞬间流量不变，改变的是下流的水量及发电的总量。因此，以此类推PWM(脉宽调制)调光方式不改变输入LED PN结的瞬间电压及瞬间电流，改变的是输出电流的占空比，从而改变其亮度。
    LED PWM(脉宽调制)调光方式还有以下的优点：
　　1、不会产生任何LED色谱偏移，因为LED始终工作在满幅度电流和0之间。
　　2、有极高的调光精确度，因为脉冲波形完全可以控制到很高的精度，所以很容易实现万分之一的精度。
　　3、即使在很大范围内调光，也不会发生闪烁现象。因为不会改变恒流源的工作条件(升压比或降压比)，更不可能发生过热等问题。
　　4、可以和数字(DALI/DSI/DMX 512)控制技术相结合来进行控制，因为数字控制信号很容易变换成为一个PWM信号。
- v% _5 g8 m* z$ v, O2 j　　虽然LED PWM(脉宽调制)调光方式有很多优点，但是需要注意以下两个问题：
　　1、脉冲频率的选择，因为LED是处于快速开关状态，假如工作频率很低，人眼就会感到闪烁。为了充分利用人眼的视觉残留现象，它的工作频率应当高于100Hz，最好为200Hz。
3 W4 ~2 R% N8 U9 i　　2、消除调光引起的啸声，虽然200Hz以上人眼无法察觉，可是一直到20kHz却都是人耳听觉的范围。这时候就有可能会听到丝丝的声音。解决这个问题有两种方法，一是把开关频率提高到20kHz以上，跳出人耳听觉的范围。另一种方法是找出发声的器件而加以处理。
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莫光

很复杂，听不懂。。。。。。。。。

风声边界

简单的说，就是不停的开灯关灯，如果开关的速度很快，比如每秒100次，你就不会感觉它在闪烁。每个开关周期中，改变开时间和关时间的比例，就可以实现整体亮度的调节。

郑在旭

风声边界 发表于 2012-3-30 17:14

                               
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简单的说，就是不停的开灯关灯，如果开关的速度很快，比如每秒100次，你就不会感觉它在闪烁。每个开关周期中 ...

zhchyish

讲的很好。

df200x123

厉害
高手就是高手

luobin39178

不好意思，本人才疏学浅，“只要把电源改成脉冲恒流源”这句中的“电源”是LED供电电源还是？另外能不能解释一下“恒流源”

789aaaa

谢谢版主讲解{:soso_e179:}{:soso_e181:}

友人论文

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jsbwq

好好学习啦。。。

游纪峰

不错,写得好.

孤独浪子

不错,写得好.

南召修电视

不适合diy，自己做还是横流的好做