LED照明燈調(diào)光電路的特點及實現(xiàn)方案

田波

隨著電子設(shè)備的不斷發(fā)展，LED照明燈已經(jīng)普遍應(yīng)用在人們的生活中，對人們生活帶來一定便利。因此，有必要加強對LED照明燈調(diào)光電路的特點以及實現(xiàn)方案的研究。本文圍繞模擬調(diào)光的主要特點及實現(xiàn)方案、PWM調(diào)光的主要特點及實現(xiàn)方案、TRIAC調(diào)光的主要特點及實現(xiàn)方案三個方面展開討論，詳細(xì)分析看LED電源的幾種調(diào)光方法的應(yīng)用特點，通過對這三種調(diào)光方式進(jìn)行比較，能有效加強對調(diào)光電路的了解和掌握。

【關(guān)鍵詞】LED照明燈 模擬調(diào)光 PWM調(diào)光

在使用LED照明燈時，需要根據(jù)環(huán)境的亮度，對LED的亮度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。因此，需要LED照明燈的驅(qū)動電源具有調(diào)節(jié)亮度的功能?，F(xiàn)階段，LED照明燈的調(diào)光方式主要包括模擬調(diào)光、數(shù)字調(diào)光等，這些調(diào)光方式具有各自的特點以及優(yōu)勢，通過加強對不同調(diào)光方式的研究，能有效實現(xiàn)LED照明燈調(diào)光方式的不斷發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)LED照明燈驅(qū)動電源具有較好的調(diào)光能力，保證LED照明燈在不同環(huán)境下的良好使用。

1 PWM調(diào)光的主要特點及實現(xiàn)方案

1.1 PWM調(diào)光的主要特點

PWM調(diào)光是在脈寬調(diào)制信號的作用下，反復(fù)調(diào)節(jié)LED驅(qū)動器的開關(guān)狀態(tài)，來實現(xiàn)對LED平均電流的控制。與模擬調(diào)光方式相比較，PWM調(diào)光具有以下優(yōu)點：

（1）顏色的一致性較好，亮度級別高，并且能有效避免出現(xiàn)色偏的現(xiàn)象；

（2）具有較大的調(diào)光范圍以及更好的線性度，不會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；

（3）LED驅(qū)動器具有較高的轉(zhuǎn)換效率，調(diào)光比較高。

該調(diào)光方式具有以下主要缺點：

（1）需要配置調(diào)光調(diào)光源，并且成本與模擬調(diào)光相比較高；

（2）如果PWM信號頻率處于某一范圍內(nèi)，將導(dǎo)致LED驅(qū)動器內(nèi)的輸出電容器在調(diào)光過程中產(chǎn)生噪音。

1.2 PWM調(diào)光的實現(xiàn)方案

現(xiàn)以安森美公司制造恒流源為例，展開對PWM調(diào)節(jié)實現(xiàn)方案的研究，該恒流源的最高輸入電壓可達(dá)30V，并且由于恒流源可編程的特點，輸出電流可以在外部電阻的作用下進(jìn)行編程，能作為3W的LED照明燈的驅(qū)動器。在由該恒流源組成的PWM調(diào)光電路中，調(diào)光信號將經(jīng)過恒流源的一個接入口來發(fā)揮作用，由于只有在與恒流源與發(fā)光二極管相互接觸時，才能促使LED照明燈正常運行并發(fā)光，所以二極管的亮滅都受到調(diào)光信號控制，進(jìn)而調(diào)節(jié)LED照明燈的亮度，實現(xiàn)調(diào)光的目的。

2 模擬調(diào)光的主要特點及實現(xiàn)方案

2.1 模擬調(diào)光的主要特點

模擬調(diào)光是在利用直流電壓信號的基礎(chǔ)上，使LED驅(qū)動電源的輸出電流能夠連續(xù)的變化，進(jìn)而實現(xiàn)對LED照明燈亮度的調(diào)節(jié)。該調(diào)光方式的特點為調(diào)光信號是模擬量，并且驅(qū)動器輸出電流是連續(xù)變化的，從而促使LED亮度調(diào)節(jié)具有連續(xù)性的特點。模擬調(diào)光的主要優(yōu)點在于電路簡單、操作方便，并且不存在閃爍現(xiàn)象，可通過調(diào)節(jié)電路中的電阻值來實現(xiàn)LED內(nèi)電流的改變，進(jìn)而實現(xiàn)LED照明燈亮度的調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)方式的主要缺點包括亮度調(diào)節(jié)范圍窄、驅(qū)動器轉(zhuǎn)換效率低等。

2.2 模擬調(diào)光的實現(xiàn)方案

模擬調(diào)光主要包括鏡像電流源、基準(zhǔn)電壓源、內(nèi)部穩(wěn)壓器以及超快恢復(fù)二極管等。其中鏡像電流源是由運算放大器、效應(yīng)管以及電阻等組成，在電流通過鏡像電流源時，其電流值可與LED照明燈穿的平均電流成一定比例?；鶞?zhǔn)電壓源主要是用于接收模擬調(diào)光信號，并且調(diào)光信號在低通濾波器的作用下能避免出現(xiàn)高頻干擾現(xiàn)象。模擬調(diào)光電路中的恒流控制電路還有比較器、滯后電路以及效應(yīng)管等部分組成的，能保證電路中電流的連續(xù)穩(wěn)定輸送，有利于實現(xiàn)LED亮度調(diào)節(jié)順利完成。其中用來維持電路中電流穩(wěn)定的設(shè)備有電感器與LED燈串等。在分析模擬調(diào)光電路運行過程可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)調(diào)光信號的輸入電壓大于電阻器的電壓時，將導(dǎo)致流過LED電路的電流按照線性比例增加，并且在LED經(jīng)過鏡像電流源時，將促使鏡像電流源的電流有所增加，從而使電阻器的電壓相應(yīng)增大。如果調(diào)光信號的輸入電壓小于電阻器電壓時，將造成相反的效果，將促使比較器的輸出電壓保持在低電平程度。在LED電路電流下線性減少的同時，電阻器的電壓將相應(yīng)減小。通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，在改變調(diào)光信號的輸出電壓時，將促使LED電路的電流發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而實現(xiàn)調(diào)節(jié)LED照明燈亮度的目的。

3 TRIAC調(diào)光的主要特點及實現(xiàn)方案

3.1 TRIAC調(diào)光的主要特點

LED照明燈的調(diào)節(jié)亮度作用主要是通過TRIAC調(diào)光來實現(xiàn)的，在利用該技術(shù)調(diào)節(jié)亮度時需要具備以下兩個條件：

（1）確保調(diào)光的效果不變；

（2）保證原調(diào)光器在TRIAC的作用下不發(fā)生改變。

TRIAC調(diào)光技術(shù)具有的優(yōu)點包括調(diào)節(jié)速度快、成本低、實時調(diào)整以及調(diào)光精度高等特點。但是由于TRIAC調(diào)光作業(yè)是在斬波方式下實現(xiàn)的，將無法輸出正弦波電壓，因此，將導(dǎo)致在調(diào)節(jié)亮度時，出現(xiàn)大量的諧波，不利于促使TRIAC調(diào)光實現(xiàn)良好的調(diào)節(jié)效果。

3.2 TRIAC調(diào)光的實現(xiàn)方案

TRIAC調(diào)光已經(jīng)廣泛使用在LED驅(qū)動器中，利用該調(diào)光方式推出的LED驅(qū)動器適用于商業(yè)以及家庭照明等多種領(lǐng)域[2]。例如，M3445便是支持TRIAC調(diào)光的一種LED驅(qū)動器，屬于恒流控制器，能實現(xiàn)改變開關(guān)頻率以及固定關(guān)斷時間的作用。該驅(qū)動器具有較高的電源效率，能同時驅(qū)動多個LED照明燈。該驅(qū)動器的工作原理是利用其內(nèi)部的檢測器以及譯碼器，在對TRIAC斬波信息進(jìn)行檢測并譯碼后獲得調(diào)光信號，再利用調(diào)光信號來對LED照明燈亮度進(jìn)行對應(yīng)的調(diào)節(jié)。應(yīng)用TRIAC調(diào)光方式能有效保證在較寬的調(diào)光范圍內(nèi)實現(xiàn)對LED照明燈進(jìn)行無閃爍調(diào)光，并且在結(jié)合相應(yīng)的填谷電路后，能顯著提高LED驅(qū)動器的功率因素，實現(xiàn)對多個LED照明燈的調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

綜上所述，LED照明燈已經(jīng)普遍使用在人們的生活以及辦公中，并且隨著環(huán)境亮度的變化，對LED照明燈亮度的需求不同。LED照明燈的調(diào)光電路是現(xiàn)階段技術(shù)人員的研究重點，對LED照明燈的良好發(fā)展有重要影響。通過研究模擬調(diào)光、PWM調(diào)光以及TRIAC調(diào)光的特點以及實現(xiàn)方案能有效實現(xiàn)調(diào)光技術(shù)的不斷發(fā)展，從而促使驅(qū)動電源滿足LED照明燈的使用需求，進(jìn)而充分發(fā)揮LED照明燈在人們生活中的良好作用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳海東.LED照明燈單火線調(diào)光系統(tǒng)設(shè)計[D].湖南工業(yè)大學(xué)，2016.

[2] 陳飄萍.一種精確調(diào)光的LED電源設(shè)計[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（10）：87+84.

作者單位

陜西航空技師學(xué)院 陜西省漢中市 723000