《電子技術(shù)應(yīng)用》
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解讀LED照明燈具調(diào)光方案和市場成長潛力

2011-06-08

         隨著LED應(yīng)用市場的持續(xù)快速發(fā)展,,應(yīng)用范圍的持續(xù)擴(kuò)大也導(dǎo)致了對產(chǎn)品要求的不斷提高,,在LED終端產(chǎn)品中關(guān)于LED亮度的調(diào)節(jié)這項(xiàng)功能也就顯得十分的必要,。也是目前如LED燈具和顯示屏等必須注重的環(huán)節(jié),。

         如今,,LED照明" title="LED照明">LED照明已確然成為一項(xiàng)主流技術(shù),。該項(xiàng)技術(shù)正日臻成熟,,標(biāo)志之一就是大量LED照明標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的陸續(xù)出臺,。嚴(yán)格的效率要求已存在相當(dāng)一段時間了,,今后仍將不斷提高,。但近段時間,LED照明設(shè)計師的工作卻更為棘手了,因?yàn)橐瑫r滿足以下兩項(xiàng)要求:既要用針對白熾燈的調(diào)光器來實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制功能,,又要實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)性能,,對于LED亮度的調(diào)節(jié),目前主要分為模擬調(diào)光和PWM調(diào)光,,下面就將對LED調(diào)光" title="LED調(diào)光">LED調(diào)光的相關(guān)情況進(jìn)行介紹,。

         調(diào)光是照明系統(tǒng)非常常見的功能。對于白熾燈來說,,它可以以低成本輕易實(shí)現(xiàn),。LED燈的調(diào)光卻存在一定難度,但對于建筑師和住宅用戶來說,,在轉(zhuǎn)換到LED照明時可不愿失去調(diào)光控制應(yīng)有的優(yōu)勢,。這就涉及到LED照明類的許多相關(guān)知識。

  功率因數(shù)是非常重要的因素,,因?yàn)楦吖β室驍?shù)可降低配電網(wǎng)絡(luò)的損耗,。降低電力使用對環(huán)境所造成影響的最有效方式是減少浪費(fèi),因此世界各地的監(jiān)管機(jī)構(gòu)都在進(jìn)一步嚴(yán)格他們的功率因數(shù)規(guī)范,。其中一個例子就是能源之星固態(tài)照明能效規(guī)范(09/12/07),,它規(guī)定住宅照明產(chǎn)品的功率因數(shù)(PF)應(yīng)大于0.7,商用照明產(chǎn)品的功率因數(shù)(PF)應(yīng)大于0.9,。

         LED燈具的調(diào)光方法最主要,、常見的有三種,這三種調(diào)光技能都是根據(jù)LED驅(qū)動電流輸入的變化來進(jìn)行調(diào)光的,。按照不同的電路系統(tǒng)也能夠分為模仿調(diào)光和PWM調(diào)光,。

         第一種:這種調(diào)光方法為通過調(diào)制LED驅(qū)動電流來完成LED燈的調(diào)光,由于LED芯片的亮度與LED驅(qū)動電流成一定的比例干系,,所以我們調(diào)節(jié)LED驅(qū)動電流就可以控制LED燈的明暗,。

         第二種:這種調(diào)光方法被稱為模仿調(diào)光方法或線性調(diào)光方法。該種調(diào)光方法的好處是:當(dāng)驅(qū)動電流線性增長或減小時,,減小了驅(qū)動電流過沖過程中對LED芯片壽命的影響,,而且調(diào)光電路的抗滋擾性較強(qiáng)。其缺陷則是驅(qū)動電流的大小變化過程肯定對LED芯片的色溫有一定的影響,。

         第三種:這種調(diào)光方法稱之為脈沖寬度調(diào)制(PWM),。該種方法是經(jīng)過調(diào)節(jié)使驅(qū)動電流呈方波狀,其脈沖寬度可變,,經(jīng)過對脈沖寬度的調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)制LED燈連續(xù)點(diǎn)亮的時間,,也同時轉(zhuǎn)變了輸入功率,從而到達(dá)節(jié)能,、調(diào)光的目標(biāo),。頻率跟平常一樣大概在200Hz~10KHz,;因?yàn)槿说难劬σ曈X的滯后性,,不會感覺得到光源在調(diào)光過程中產(chǎn)生的閃耀現(xiàn)象,。此種調(diào)光方法的好處是能改善LED的散熱性能,,缺陷是驅(qū)動電流的過沖對LED芯片的壽命肯定有一定的影響。

         隨著LED應(yīng)用市場的持續(xù)快速發(fā)展,,應(yīng)用范圍的持續(xù)擴(kuò)大也導(dǎo)致了對產(chǎn)品要求的不斷提高,,在LED終端產(chǎn)品中關(guān)于LED亮度的調(diào)節(jié)這項(xiàng)功能也就顯得十分的必要。也是目前如LED燈具和顯示屏等必須注重的環(huán)節(jié),。

         如今,,LED照明已確然成為一項(xiàng)主流技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)正日臻成熟,,標(biāo)志之一就是大量LED照明標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的陸續(xù)出臺,。嚴(yán)格的效率要求已存在相當(dāng)一段時間了,今后仍將不斷提高,。但近段時間,,LED照明設(shè)計師的工作卻更為棘手了,因?yàn)橐瑫r滿足以下兩項(xiàng)要求:既要用針對白熾燈的調(diào)光器來實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制功能,,又要實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)性能,,對于LED亮度的調(diào)節(jié),目前主要分為模擬調(diào)光和PWM調(diào)光,,下面就將對LED調(diào)光的相關(guān)情況進(jìn)行介紹,。

         調(diào)光是照明系統(tǒng)非常常見的功能。對于白熾燈來說,,它可以以低成本輕易實(shí)現(xiàn),。LED燈的調(diào)光卻存在一定難度,但對于建筑師和住宅用戶來說,,在轉(zhuǎn)換到LED照明時可不愿失去調(diào)光控制應(yīng)有的優(yōu)勢,。這就涉及到LED照明類的許多相關(guān)知識。

  功率因數(shù)是非常重要的因素,,因?yàn)楦吖β室驍?shù)可降低配電網(wǎng)絡(luò)的損耗,。降低電力使用對環(huán)境所造成影響的最有效方式是減少浪費(fèi),因此世界各地的監(jiān)管機(jī)構(gòu)都在進(jìn)一步嚴(yán)格他們的功率因數(shù)規(guī)范,。其中一個例子就是能源之星固態(tài)照明能效規(guī)范(09/12/07),,它規(guī)定住宅照明產(chǎn)品的功率因數(shù)(PF)應(yīng)大于0.7,商用照明產(chǎn)品的功率因數(shù)(PF)應(yīng)大于0.9,。

         LED燈具的調(diào)光方法最主要,、常見的有三種,這三種調(diào)光技能都是根據(jù)LED驅(qū)動電流輸入的變化來進(jìn)行調(diào)光的,。按照不同的電路系統(tǒng)也能夠分為模仿調(diào)光和PWM調(diào)光,。

         第一種:這種調(diào)光方法為通過調(diào)制LED驅(qū)動電流來完成LED燈的調(diào)光,,由于LED芯片的亮度與LED驅(qū)動電流成一定的比例干系,所以我們調(diào)節(jié)LED驅(qū)動電流就可以控制LED燈的明暗,。

         第二種:這種調(diào)光方法被稱為模仿調(diào)光方法或線性調(diào)光方法。該種調(diào)光方法的好處是:當(dāng)驅(qū)動電流線性增長或減小時,,減小了驅(qū)動電流過沖過程中對LED芯片壽命的影響,,而且調(diào)光電路的抗滋擾性較強(qiáng)。其缺陷則是驅(qū)動電流的大小變化過程肯定對LED芯片的色溫有一定的影響,。

         第三種:這種調(diào)光方法稱之為脈沖寬度調(diào)制(PWM),。該種方法是經(jīng)過調(diào)節(jié)使驅(qū)動電流呈方波狀,其脈沖寬度可變,,經(jīng)過對脈沖寬度的調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)制LED燈連續(xù)點(diǎn)亮的時間,,也同時轉(zhuǎn)變了輸入功率,從而到達(dá)節(jié)能,、調(diào)光的目標(biāo),。頻率跟平常一樣大概在200Hz~10KHz;因?yàn)槿说难劬σ曈X的滯后性,,不會感覺得到光源在調(diào)光過程中產(chǎn)生的閃耀現(xiàn)象,。此種調(diào)光方法的好處是能改善LED的散熱性能,缺陷是驅(qū)動電流的過沖對LED芯片的壽命肯定有一定的影響,。

        總的來說,,模擬調(diào)光通常可以很簡單的來實(shí)現(xiàn),。但是由于LED光的特性要隨著平均驅(qū)動電流而偏移,。對于單色LED來說,其主波長會改變,。對白光LED來說,,其相關(guān)顏色溫度(CCT)會改變。用PWM調(diào)光則保證了LED發(fā)出設(shè)計者需要的顏色,。PWM調(diào)光也可以提高輸出電流精度,。用線性調(diào)節(jié)的模擬調(diào)光會降低輸出電流的精度。通常來說,,相對于模擬調(diào)光,,PWM調(diào)光可以精度大于線性控制光輸出。

        從節(jié)能來說,,沒有可比性,。因?yàn)镻WM是保證CCT和顏色情況下測定電流(光強(qiáng)),模擬調(diào)光則是不存在這個前提,。如果要犧牲這個前提來考慮節(jié)能的話,,需要實(shí)測數(shù)據(jù),。但估計在實(shí)現(xiàn)同等照度的情況下,PWM會有優(yōu)勢,。

         從調(diào)光響應(yīng)時間來說,,PWM調(diào)光由于其響應(yīng)速度快,并且能夠更加精確地調(diào)光,。在實(shí)際使用中應(yīng)用得最為廣泛,。

         如果LED照明控制器以線路調(diào)光或次級側(cè)調(diào)光的方式進(jìn)行工作。最簡單的線路調(diào)光方式是前沿可控硅控制器" title="可控硅控制器">可控硅控制器,。這是目前最常用的照明控制方式,,但不幸的事,使用可控硅控制器對LED燈進(jìn)行調(diào)光時會產(chǎn)生大量問題,。更先進(jìn)的線路調(diào)光器是電子前沿或后沿調(diào)光器,。次級側(cè)電子控制調(diào)光器則用于專業(yè)照明系統(tǒng)。

  可控硅控制器在白熾燈中的表現(xiàn)無可挑剔,,但在LED燈中會產(chǎn)生各種負(fù)面效應(yīng),,其中包括閃爍、發(fā)光不均勻,、音頻噪聲以及閃動,。要想弄清原因,首先必須了解可控硅調(diào)光器的工作原理,。

  從上面介紹的應(yīng)用情況可以看出,,如果所采用的控制器既能執(zhí)行功率因數(shù)校正,又能執(zhí)行恒流驅(qū)動和相位角檢測,,那么設(shè)計出的隔離式及非隔離式LED驅(qū)動器就能與所有類型的調(diào)光控制器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作,。此外,還能使電路滿足所有國際標(biāo)準(zhǔn)的效率,、功率因數(shù),、諧波和EMI要求。過去,,白熾燈泡必須針對特定的電源電壓進(jìn)行制造?,F(xiàn)在,卻不必再受此限制,,制造出的可調(diào)光LED燈可以不經(jīng)任何改裝而通用于世界各地,。

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