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为什么推荐使用pwm调光而非模拟调光?

来源:    2017-02-24

  不论选择使用什么方式来驱动LED,共同的思路都是用驱动电路来控制光的输出。其实主要的选择有两个,模拟调光或线性调光,另外一个就是pwm调光或数字调光。pwm调光是一种简单的实现数字调光方式,它是使用开关电路以相对于人眼识别力来说足够高的频率工作来改变光输出的平均值,也称脉冲宽度调制。

  我们知道随着人们对于灯光的需求越来越高,照明灯具的控制也从简单的开关控制到0-100%亮度调节,而且调光效果需要过渡平滑、精度高。模拟调光虽然实现简单,可以通过改变LED驱动的输出,但是会产生光色偏现象。而pwm调光可以保证LED设计者设计时需要的颜色。

  对于单色LED来说,其主波长会改变。白光LED其相关颜色温度(CCT)会改变。人眼,很难察觉到红、绿或蓝LED中几纳米波长的变化,特别是在光强也在变化的时候。但是白光的颜色温度变化是很容易检测的。大多数LED包含一个发射蓝光谱光子的区域,它透过一个磷面提供一个宽幅可见光。低电流的时候,磷光占主导,光趋近于黄色。高电流的时候,LED蓝光占主导,光呈现蓝色,从而达到了一个高CCT。当使用一个以上的白光LED的时候,相邻LED的CCT的不同会很明显也是不希望发生的。同样延伸到光源应用里,混合多个单色LED也会存在同样的问题。当我们使用一个以上的光源的时候,LED中任何的差异都会被察觉到。用PWM调光保证了LED发出设计者需要的颜色,而光的强度另当别论。这种精细控制在RGB应用中特别重要,以混合不同颜色的光来产生白光。

  从驱动IC的前景来看,模拟调光面临着一个严峻的挑战,这就是输出电流精度。几乎每个LED驱动都要用到某种串联电阻来辨别电流。电流辨别电压(VSNS)通过折衷低能耗损失和高信噪比来选定。驱动中的容差、偏移和延迟导致了一个相对固定的误差。要在一个闭环系统中降低输出电流就必须降低VSNS。这样就会反过来降低输出电流的精度,最终,输出电流无法指定、控制或保证。通常来说,相对于模拟调光,PWM调光可以提高精度,线性控制光输出到更低级。

  总而言之,LED光源的单纯控制需要设计的初始阶段就要非常小心。光源越复杂,就越要用PWM调光。这就需要系统设计者谨慎思考LED驱动拓扑。

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