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PWM调光的优缺点,轻松了解LED调光小“秘密”

来源:    2017-02-05

  PWM调光是目前比较主流的一种应用在LED调光产品中的一种调光技术。在模拟信号的电路中,以数字方式输出控制灯具的亮度变化。这种调光方式相比较于传统的模拟信号调光有很多的优势,当然在某些方面也存在着一定的缺陷,具体有哪些优缺点呢?

  我们先看pwm调光的基本原理,其实在产品的实际应用中,可以理解为在LED的负载中串入一个MOS开关管,这串LED的阳极用一个恒流源供电。然后用一个PWM信号加到MOS管的栅极,以快速地开关这串LED从而实现调光。pwm调光的优点非常明显,有以下几点:

  第一, pwm调光,调光精准。

  调光精准是数字信号调光共通的一个显著的特点,因为pwm调光利用的是脉冲波形信号,精度高。

  第二, pwm调光,没有色偏。

  在整个调光范围内,由于LED电流要么处于最大值,要么被关断,通过调节脉冲占空比来改变LED的平均电流,所以该方案能避免在电流变化过程中出现色偏。

  第三, pwm调光,可调范围大。

  PWM调光频率一般为200Hz(低频调光)一20kHz以上(高频调光)。

  第四, pwm调光,没有频闪。

  只要PWM调光频率高于100 Hz,就观察不到LED的闪烁现象。不会改变恒流源的工作条件(升压比或降压比),也不可能发生过热问题。但是,PWM脉宽调光也有要注意的问题。首先是脉冲频率的选择: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。

  pwm调光的缺点是什么呢?调光引起的噪声是一个,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。但是频率过高也会引起一些问题,因为各种寄生参数的影响,会使脉冲波形(前后沿)产生畸变。这就降低了调光的精确度。另一种方法是找出发声的器件而加以处理。实际上,主要的发声器件是输出端的陶瓷电容,因为陶瓷电容通常都是由高介电常数的陶瓷所做成,这类陶瓷都具有压电特性。在200Hz的脉冲作用下就会产生机械振动而发声。解决的方法是采用钽电容来代替。不过,高耐压的钽电容很难得到,而且价钱很贵,会增加一些成本。

  总结一下,pwm调光优势就是:应用简单、效率高、精度高,调光效果好。缺点是由于一般LED驱动器都基于开关电源原理,如果PWM调光的频率为200~20kHz之间时,LED调光电源周围的电感和输出电容容易产生人耳听得见的噪声。此外,在进行PWM调光时,调节信号的频率与LED驱动芯片对栅极控制信号的频率越接近,线性效果就越差。

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