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pwm调光——精准控制LED灯具色彩

来源:    2017-03-30

  传统的模拟调光设计简单且成本相对较低,但是对于需要稳定的色温、和精准的调光控制效果的场合并不适用。pwm调光是一种简单的数字调光方式,在色温控制上效果较好。

  在一些应用中,色彩的准确度要求较高,如高档酒店、会所或商场等,色彩的精准度非常重要。我们都知道led灯可以提供精准的色彩。LED颜色可随着混合红、蓝、绿、黄、白等各色而异;当多种色彩混合时,亮度必须调整。因为每颗LED晶体只能发出单色光,所以想创造出其他色彩,可运用红、绿、蓝三原色的LED灯混合,只要切换红、绿、蓝LED频道,即可产生七种基本色彩(红、绿、蓝、黄、紫、浅绿、白)。如果需要实现更加丰富的颜色,就要pwm调光控制三原色的LED灯光亮度,三原色亮度值不同,就能产生不同的色彩,包括调整各LED频道的亮度,并控制通过各LED串的电流调控明暗。改变LED白光灯的色温时,通常调整红色与白色的LED串即可。

  调整LED明暗共有两种基本方式:类比(Analog)与pwm调光。两者都是藉由安装开关模式或线性LED驱动器,控制通过LED串的平均电流,以改变LED的亮度。

  图1为双串LED驱动器,其中包括一个降压切换器与一个线性稳压器。两个LED串均可选择类比或PWM,两者各有优缺点,多数应用是依据混色表现需求选择调整方式。

  LED pwm调光的频率通常高于200Hz,肉眼无法察觉。许多LED驱动器晶片均具备PWM调光输入接脚,可接收微控制器(MCU)产生的PWM调光输入讯号。通常只有PWM调光讯号变弱时,驱动器晶片才会关闭金属氧化物半导体场效电晶体(MOSFET)驱动器;等到讯号转强,MOSFET驱动器又会开启;此外,内部线路在PWM调光循环关闭时仍继续运作,避免晶片必须重新启动,造成PWM调光上升缘延迟。

  在开关模式LED驱动器中,电容通常会放在LED串之中,过滤高频率切换杂讯,亦可减缓PWM调光LED电流的升降缘。因此,高频率低循环PWM调光应用必须移除电容。图3呈现LED降压稳压器无输出电容的PWM调光波形。

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