开关模式LED驱动器的调光技术

PWM 调光知识介绍在手机及其他消费类电子产品中，白光 LED 越来越多地被使用作为显示屏的背光源。

近来，许多产品设计者希望白光 LED 的光亮度在不同的应用场合能够作相应的变化。

这就意味着，白光 LED 的驱动器应能够支持 LED 光亮度的调节功能。

目前调光技术主要有三种：PWM 调光、模拟调光、以及数字调光。

市场上很多驱动器都能够支持其中的一种或多种调光技术。

本文将介绍这三种调光技术的各自特点，产品设计者可以根据具体的要求选择相应的技术。

PWM Dimming (脉宽调制) 调光方式——这是一种利用简单的数字脉冲，反复开关白光LED驱动器的调光技术。

应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节白光 LED 的亮度。

PWM 调光的优点在于能够提供高质量的白光，以及应用简单，效率高！例如在手机的系统中，利用一个专用 PWM 接口可以简单的产生任意占空比的脉冲信号，该信号通过一个电阻，连接到驱动器的 EN 接口。

多数厂商的驱动器都支持PWM 调光。

但是，PWM 调光有其劣势。

主要反映在：PWM 调光很容易使得白光 LED 的驱动电路产生人耳听得见的噪声（audible noise，或者 microphonic noise）。

这个噪声是如何产生？通常白光 LED 驱动器都属于开关电源器件（buck、boost 、charge pump 等），其开关频率都在1MHz左右，因此在驱动器的典型应用中是不会产生人耳听得见的噪声。

但是当驱动器进行PWM调光的时候，如果 PWM 信号的频率正好落在 200Hz 到 20kHz 之间，白光 LED 驱动器周围的电感和输出电容就会产生人耳听得见的噪声。

所以设计时要避免使用 20kHz 以下低频段。

我们都知道，一个低频的开关信号作用于普通的绕线电感（wire winding coil），会使得电感中的线圈之间互相产生机械振动，该机械振动的频率正好落在上述频率，电感发出的噪音就能够被人耳听见。

功率因数是非常重要的因素，因为高功率因数可降低配电网络的损耗。

降低电力使用对环境所造成影响的最有效方式是减少浪费，因此世界各地的监管机构都在进一步严格他们的功率因数规范。

其中一个例子就是能源之星固态照明能效规范（09/12/07），它规定住宅照明产品的功率因数（PF）应大于0.7，商用照明产品的功率因数（PF）应大于0.9。

现今的LED产业中，调光最好的暂时是LED调光技术还有LED驱动电源。

LED驱动电源主要面向方面在LED路灯电源。

而这次我们主要来说说LED调光技术。

目前，LED调光技术主要有以下几种：1：可控硅调光这种发展于白炽灯的调光技术，因白炽灯为纯阻性负载，利用可控硅的斩波技术，能顺利实现调光，但是对LED灯的调光却存在一定难度，从目前来看兼容可控硅的调光电源，通常效率都很低，80%都很难达到，这有违LED节能的初衷，其次，很难做到高功率因素，再次，只能工作在单一的输入电压下，这种调光技术必将因白炽灯的消亡而消亡，但因市场普及率高，还将存在一段时间。

2：线性调光利用恒流芯片的专用调光脚，调整LED的电流，达到调光的目的，此种技术效果不错，但是接线复杂，不利于日光灯路灯等照明，台灯很多采用此方法。

（这种调光方法的好处是：当驱动电流线性增长或减小时，减小了驱动电流过冲过程中对LED芯片寿命的影响，而且调光电路的抗滋扰性较强。

其缺陷则是驱动电流的大小变化过程肯定对LED芯片的色温有一定的影响。

）3：PWM调光该方法与线性调光类似，与线性调光一起占据了调光台灯的大部分江山。

这个PWM调光用户和客户也很受乐。

(PWM:调光脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

该种方法是经过调节使驱动电流呈方波状，其脉冲宽度可变，经过对脉冲宽度的调制转变为调制LED灯连续点亮的时间，也同时转变了输入功率，从而到达节能、调光的目标。

led无极调光原理
LED无极调光是一种将LED灯的亮度进行连续调节的技术。

其原理基于PWM（脉宽调制）技术，通过控制每个周期内激活LED的时间，从而改变LED灯的亮度。

具体实现LED无极调光的方法有多种，其中一种比较常见的方法是使用开关电源和微控制器。

首先，开关电源可以将交流电转换为直流电，并提供给LED 灯供电。

同时，开关电源还可以提供稳定的电流和电压输出，以保证LED灯的正常工作。

其次，微控制器可以通过控制PWM信号的占空比来调节LED灯的亮度。

PWM信号会周期性地切换LED灯的开关状态，通过改变每个周期内开关状态的时间比例，可以实现对LED灯亮度的调节。

在微控制器中，可以通过改变PWM信号占空比的数值来改变LED灯的亮度。

当PWM信号的占空比为0时，LED灯会完全关闭；当占空比为100%时，LED灯会以最大亮度工作。

通过不断改变PWM信号的占空比数值，LED灯的亮度可以连续调节，从而实现无极调光的效果。

总的来说，LED无极调光的原理是通过控制PWM信号的占空比来改变LED灯的亮度，从而实现连续调节的效果。

这种调
光方式具有响应速度快、调光范围广、节能环保等优点，因此在照明和显示等领域得到了广泛应用。

开关模式LED驱动器的调光技术
LED 调光方法
对开关模式驱动电路的LED 进行调光有两种常用方法：脉宽调制调光和模拟调光。

两种方法都对经过LED 或LED 串的时间平均电流进行控制，但在衡量两种调光电路的优缺点时，两者之间的差异也很明显。

图1 显示采用降压拓扑的一个LED 驱动器。

Vin 必须始终高于LED 和RSNS 上的电压之和。

电感电流为LED 电流。

该电流通过监控CS 引脚的电压进行调节。

当CS 开始低于设置的电压时，流经L1、LED 和RSNS 的电流脉冲的占空比增加，从而增加LED 的平均电流。

模拟调光
LED 的模拟调光是对LED 电流的每个周期进行调整。

更简单地说，它
是不断调整LED 的电流水平。

模拟调光可以通过调整电流检测电阻RSNS，或用模拟电压驱动IC 的某个调光功能引脚来完成。

图1 显示了模拟调光的两个示例。

●通过调整RSNS 进行模拟调光
从图1 可以明显看出使用固定CS 参考电压时，RSNS 值的变化将对应LED 电流的变化。

如果可以找到能够处理高LED 电流，同时还可以提供合适
欧姆值的电位器，这将是LED 调光的一个可行的方法。

●通过用直流电压驱动CS 引脚实现模拟调光
更复杂的技术是通过用电压驱动CS 引脚直接控制LED 每个周期的电流。

通常将电压源插入采样LED 电流的反馈回路，并通过放大器进行缓冲。

LED
电流可以通过放大器的增益进行控制。

使用该反馈电路，可以实现电流和热量。

led 调光原理
LED调光原理是通过改变LED电流的大小来实现对其亮度的
调节。

LED是一种具有半导体材料的发光二极管，其亮度随
电流的增大而增强。

LED调光通常采用两种方式：脉冲宽度调制（PWM）和电流
调制。

在脉冲宽度调制中，LED被以高频率的脉冲信号驱动。

脉冲
的占空比（高电平时间与整个周期时间之比）决定了LED的
亮度。

当高电平时间较短时，LED会较暗；当高电平时间较
长时，LED会较亮。

通过调节占空比，可以精确控制LED的
亮度。

电流调制则是通过改变LED的驱动电流来控制亮度。

一般来说，当电流增大时，LED的亮度也随之增大。

因此，通过调
节驱动电流的大小，可以实现对LED亮度的调节。

这种方法
一般适用于单个LED或少量LED的调光。

无论是脉冲宽度调制还是电流调制，都需要使用特定的驱动电路来实现LED调光。

这些驱动电路可以根据输入信号的不同
来调整输出电流或脉冲宽度，从而实现对LED亮度的控制。

LED调光原理的应用广泛，包括照明、显示屏和背光等领域。

通过调节LED的亮度，可以满足不同需求和场景下的光照要求，提高能效和舒适度。

led调光器的原理
LED调光器的原理是基于PWM（脉宽调制）技术。

PWM通
过改变电源向LED灯供电的时间比例来控制LED灯的亮度。

当PWM信号处于高电平时，LED灯得到电源供电，亮度较高；当PWM信号处于低电平时，LED灯断开电源供电，亮度较低。

通过快速地在高电平和低电平之间切换，人眼无法察觉到这一变化，从而实现对LED灯亮度的可调节。

具体来说，PWM调光器包含一个调光电路和一个时钟电路。

时钟电路产生一个稳定的高频方波信号，作为控制信号。

调光电路通过控制时钟信号的高电平和低电平时间比例，来决定LED灯的亮度。

当调光电路将高电平时间比例增加时，LED
灯亮度增加；反之，减小高电平时间比例，LED灯亮度减小。

调光器可以通过调整PWM信号的占空比来实现亮度调节。

占
空比是指高电平时间与一个完整周期时间的比值。

增加占空比会导致LED灯亮度增加，降低占空比则会使LED灯变暗。

PWM调光器的优点是调光精度高，能实现无级调光，且效率
较高。

然而，由于调光过程是通过高频的开关实现的，可能会产生PWM噪声，需要在设计时注意电路抑制噪声，保证调光
器的稳定工作。

LED调光技术调光对于光源来说很重要，不仅是可以在家居中得到一个更舒适的环境，并可以进一步实现节能减排，而且对于LED光源来说，调光也是比其他荧光灯、节能灯、高压钠灯等更容易实现，所以更应该在各种类型的LED灯具中加上调光的功能。

1. 采用直流电源led的调光技术1.1、用调正向电流的方法来调亮度要改变LED的亮度，是很容易实现的。

首先想到的是改变它的驱动电流，因为LED的亮度是几乎和它的驱动电流直接成正比关系。

图1中显示了Cree公司的XLampXP-G的输出相对光强和正向电流的关系。

图1：XLampXP-G的输出相对光强和正向电流的关系由图中可知，假如以350mA时的光输出作为100%，那么200mA时的光输出就大约是60%，100mA时大约是25%。

所以调节电流大小可以很容易实现亮度的调节。

1.1.1 调节正向电流的方法调节LED的电流最简单的方法就是改变和LED负载串联的电流检测电阻（图2a），几乎所有DC-DC恒流芯片都有一个检测电流的接口，是通过检测到的电压和芯片内部的参考电压比较，来控制电流的恒定。

但是这个检测电阻的值通常很小，只有零点几欧，如果要在墙上装一个零点几欧的电位器来调节电流是不大可能的，因为引线电阻也会有零点几欧了。

所以有些芯片提供一个控制电压接口，改变输入的控制电压就可以改变其输出恒流值。

例如凌特公司的LT3478（图2b）只要改变R1和R2的比值，也可以改变其输出的恒流值。

图2：输出恒流值的调节1.1.2 调正向电流会使色谱偏移然而用调正向电流的方法来调亮度会产生一个问题，那就是在调亮度的同时也会改变它的光谱和色温。

因为目前白光LED都是用兰光LED激发$荧光粉而产生，当正向电流减小时，蓝光LED亮度增加而$荧光粉的厚度并没有按比例减薄，从而使其光谱的主波长增长，具体实例如图3所示。

图3：主波长和正向电流的关系当正向电流为350mA时，主波长为545.8nm；当正向电流减小为200mA时，主波长为548.6nm；当正向电流减小为100mA时，主波长为550.2nm。

led调节亮度原理LED（Light Emitting Diode）是指发光二极管，这种半导体器件不同于传统的荧光灯、白炽灯等光源。

LED 具有低功耗、高效率、长寿命等优点，目前已被广泛应用于市场上的照明产品中。

然而，不同的使用场景和需求需要不同亮度的 LED 灯，而调节 LED 灯亮度的实现原理是怎样的呢？一、LED 调节亮度的原理LED 灯具通常需要连上 LED 驱动电路才能灯光正常，最常见的驱动电路是恒流驱动电路。

当电流通过 LED 时，发光二极管会发出光芒，亮度取决于注入发光二极管的电流强度。

只有在一定电压范围内，LED 才能提供稳定的光输出，超出范围则容易损坏。

此时就需要采用调光控制的技术改变电流强度，实现 LED 调节亮度。

LED 的调光方式主要有以下几种：1. 脉宽调制法（PWM）PWM技术就是通过不断地调节LED驱动电路的电流强度的占空比，即不断改变其通断时间来控制亮度。

具体而言，当PWM周期不变时，改变占空比即可改变流经LED的平均电流，从而影响到LED的亮度变化。

PWM 技术可以快速、高效地控制 LED 的亮度，被广泛应用于 LED 灯具的调光。

2. 电流调制法通过对电流大小的调整控制LED亮度。

电流调制方式采用生产工艺制造的 LED 驱动电路设计，使其与 AC 电源屏蔽保护，以实现恒定输出电流，从而实现调节 LED 亮度的目的。

通过调节驱动电路的输出电压实现LED亮度的调节。

这种方式比较老式，现在不常见。

二、PWM调光技术的特点PWM 调光技术是最常用、最有效的 LED 调光方式之一，通常适用于 LED 灯的调光。

PWM调光技术有以下的特点：1. 高效性PWM 调光技术用于 LED 灯，其效率比直接改变电源电压降低能耗 30%～60%，有助于减少对环境的污染。

2. 可靠性PWM 调光技术不仅能够调节 LED 灯的亮度，还能防止 LED 灯在高温下因电压波动而导致电流过大烧毁的现象，保证 LED 的灯具寿命。

详解LED调光电源的调光原理是什么？ED调光是当今灯饰的重要组成部分，人们早已不满足于光只用于照明了。

通过LED调光，我们发现灯光可以产生许多不同的功能。

例如颜色的改变，比如为每个房间营造一个更舒服的环境，比如调节灯光亮度等，还有减少不必要的电光，以便进一步实现节能减排，这些都可以通过调光来实现，而LED调光的大部分都是通过控制电源来进行的，今天我们就来介绍几种LED调光的原理。

1、PWM调光电源，数字调光又称PWM调光，是通过PWM波形开启和关闭LED，使正向电流的传导时间发生变化，从而实现亮度调节。

PWM调光是LED调光产品中目前比较主流的一种调光技术。

本发明基于人眼对亮度闪烁不敏感的特点，使得LED在加载时变得暗淡。

若发光频率超过100Hz，人眼所见即为平均亮度，而非LED闪烁。

pwm调光的基本原理，实际上在产品的实际应用中，可以理解为将MOS开关管串入LED的LED负极，并以恒流源供电。

之后，MOS管的栅极加上一个PWM信号，以快速切换到LED调光模式。

2、LED0/1-10V调光电源，电源设计带有控制芯片，接上0-10V 调光器后，通过0-10V电压变化，改变电源输出电流，降低光线.例如：当0-10V调光器变向0V时，电流降至0V时，灯具即处于闭合状态(有一个开关)，当0-10V调光器变向10V时，输出电流也将达到电源输出的100%，灯具也将达到100%.(输出电压不变)。

3、LED可控硅调光器电源，可控硅调光器早在应用于白炽灯和节能灯调光方面，也是目前应用于LED调光较广泛的一种调光方式。

其工作原理是在输入电压的波形经过导通角切波后，产生切向输出电压波形。

采用正切原则，可以减小输出电压的有效值，从而减小一般负载(电阻负载)的功率。

晶闸管调光的优点是工作效率高、性能稳定。

在需要用可控硅信号对灯进行调光时，电路中的输入电压波形因可控硅导通角度不同而偏离了正弦波，也就是改变了输入电压的有效值，从而实现了调光。