1. LED照明的五种调光方法
LED照明的五种调光方法
利用 LED调光器 - 蓝牙调光器 进行调节
2. led调光方法 举例介绍
LED灯是广泛应用的一种照明产品。它们不仅仅具有绿色环保的价值,而且性价比以及后期的使用效果也更胜一筹。今天为大家举例介绍的是和led灯具的原理原材料涉及的一种操作,也就是LED灯的调光,那么什么是LED灯的调光呢?或者说它的原理又有哪些呢?通过下文我们可以得到合理可靠的解释,也可以借此尽可能最大化本身的使用价值。
一、led调光方法
LED的发光原理同传统照明不同,是靠P-N结发光,同功率的LED光源,因其采用的芯片不同,电流电压参数则不同,故其内部布线结构和电路分布也不同,导致了各生产厂商的光源对调光驱动的要求也不尽相同,因此控制系统和光源电器不匹配也成了行业内的通病,同时LED的多元化也对控制系统也提出了更高的挑战。如果控制系统和照明设备不配套,可能会造成灯光熄灭或闪烁,并可能对LED的驱动电路和光源造成损坏。
市场上有五种LED照明设备控制方式:
1.前沿切相(FPC),可控硅调光
2.后沿切相(RPC)MOS管调光
3.1-10V调光
4.DALI(数字可寻址照明接口)
5.DMX512(或DMX)调光
二、举例介绍
(1)前沿切相控制调光
前沿调光就是采用可控硅电路,从交流相位0开始,输入电压斩波,直到可控硅导通时,才有电压输入。其原理是调节交流电每个半波的导通角来改变正弦波形,从而改变交流电流的有效值,以此实现调光的目的。
前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、容易远距离操纵等优点,在市场上占主导地,多数厂家的产品都是这种类型调光器。前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件,所以又称为可控硅调光器。
在LED照明灯上使用FPC调光器的优点是:调光成本低,与现有线路兼容,无需重新布线后沿切相控制调光。劣势是FPC调光性能较差,通常导致调光范围缩小,且会导致最低要求负荷都超过单个或少量LED照明灯额定功率。因为可控硅半控开关的属性,只有开启电流的功能,而不能完全关断电流,即使调至最低依然有弱电流通过,而LED微电流发光的特性,使得用可控硅调光大量存在关断后LED仍然有微弱发光的现象存在,成为目前这种免布线LED调光方式推广的难题。E-Linker易联专业研发的前沿切相LED调光驱动很好的解决了这个问题,通过驱动电路的“C-TURNOFF”技术优化避免“关不断”和“频闪坏灯”等难题。匹配E-Linker易联前切相LED调光驱动的各类灯具可以与其他可控硅调光系统完美匹配,为用户节省了线材及布线工时,解决了可控硅LED调光匹配性及不可关断的混乱格局。
(2)后沿切相控制调光
后沿切相控制调光器,采用场效应晶体管(FET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)设备制成。后沿切相调光器一般使用MOSFET做为开关器件,所以也称为MOSFET调光器,俗称“MOS管”。MOSFET是全控开关,既可以控制开,也可以控制关,故不存在可控硅调光器不能完全关断的现象。另MOSFET调光电路比可控硅更适合容性负载调光,但因为成本偏高和调光电路相对复杂、不容易做稳定等特点,使得MOS管调光方式没有发展起来,可控硅调光器仍占据了绝大部分的调光系统市场。
与前沿切相调光器相比,后沿切相调光器应用在LED照明设备上,由于没有最低负荷要求,从而可以在单个照明设备或非常小的负荷上实现更好的性能,但是,由于MOS管极少应用于调光系统,一般只做成旋钮式的单灯调光开关,这种小功率的后切相调光器不适用于工程领域。而诸多照明厂家应用这种调光器对自己的调光驱动和灯具做调光测试。然后将自己的调光产品推向工程市场,导致工程中经常出现用可控硅调光系统调制后切相调光驱动的情况。这种调光方式的不匹配导致调光闪烁,严重的会迅速损坏电源或调光器。
LED应该如何调光?要回答这个问题,首先应该了解一下LED灯本身的发光原理,它和传统的照明工具不一样,是比较特殊的,除此之外,根据LED光源本身采用的芯片的不同、电流电压参数方面的不同,或者是内部部件结构和电路分布方面的不同,后期应该采取的操作以及对应的标准要求也是完全不一样的,上文为大家推荐的就是关于LED调光的过程中可以参考的知识。
3. LED 灯的调光原理是什么
LED调光器的原理有三种
1. 波宽控制调光(Pulse Width Molation,简称PWM) 将电源方波数位化,并控制方波的占空比,从而达到控制电流的目的。
2. 恒流电源调控 用模拟线性技术可以轻易调整电流的大小。
3. 分组调控 将多颗LED分组,用简单的分组器调控。
(3)led调光算法扩展阅读
对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。 1998 年发白光的 LED 开发成功。这种 LED 是将 GaN 芯片和钇铝石榴石( YAG )封装在一起做成。 GaN 芯片发蓝光( λ p =465nm ,
Wd=30nm ),高温烧结制成的含 Ce3+ 的 YAG 荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射,峰值 550nm 。
蓝光 LED
基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有 YAG 的树脂薄层,约 200-500nm 。 LED
基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。
对于 InGaN/YAG 白色 LED ,通过改变 YAG
荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温 3500-10000K 的各色白光。
蓝光LED技术,简单来说就是一种更为节能高效的灯光产生方式,同时也能应用到相机、手机等科技产品中。
用蓝光LED技术制造的照明设备,能效更高,大大降低地球能源使用量。根据已有的数据显示,全世界的25%电力都被用于照明作用,而使用LED灯具之后,用于照明的电力降低到4%,而这无疑改变了整个世界。
从1907年LED效应发现到1993中村修二正式发明LED,再到1999年1W的LED灯正式商业化使用,LED经历了将近一百年时间的发展。在此之前,人们一直使用的是上个世纪爱迪生发明的白炽灯泡,而白炽灯泡浪费了绝大部分能量在发热上,大概有九成的电力都被浪费。
LED灯具的出现,极大地降低照明所需要的电力,同样瓦数的LED灯,所需电力只有白炽灯泡的1/10,同时LED具有寿命长、环保、免维护等优点,迅速取代白炽灯的位置。
2012年,中国政府宣布,全面禁止销售和进口100瓦以上的普通照明用白炽灯,陪伴老一辈中国人几十年的白炽灯即将走到历史的尽头。
正如在诺贝尔物理学奖颁奖词中写到的那样:“白炽灯照亮20世纪,而LED灯将照亮21世纪。”
优势:
1、高效节能
一千小时仅耗几度电(普通60W白炽灯十七小时耗1度电,普通10W节能灯一百小时耗1度电)
2、超长寿命
半导体芯片发光,无灯丝,无玻璃泡,不怕震动,不易破碎,使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时,普通节能灯使用寿命也只有八千小时)
3、健康
光线健康光线中不含紫外线和红外线,不产生辐射(普通灯光线中含有紫外线和红外线)
4、绿色环保
不含汞和氙等有害元素,利于回收和,而且不会产生电磁干扰(普通灯管中含有汞和铅等元素,节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰)
5、保护视力
直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生频闪)
6、光效率高
发热小10%的电能转化为可见光(普通白炽灯95%的电能转化为热能,仅有5%电能转化为光能)
7、安全系数高
所需电压、电流较小,发热较小,不产生安全隐患,于矿场等危险场所
8、市场潜力大
低压、直流供电,电池、太阳能供电,于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。
4. 怎样使LED灯更好地实现单向线性调光
关于LED灯调光几乎所有人都有感受,我们理想的调光是光线从暗到明,或者从明到暗,这种单向稳定的变化才是用户最想要的体验。LED灯能否达到这样的效果,和驱动器IC的品质有着很大的关系,LED驱动器IC不仅要兼容市面上大多数的可控硅调光器,还要实现线性单向调光。为了满足这些要求,Power Integrations公司推出适合于单级非隔离降压式可调光LED驱动器应用的LYTSwitch-7IC产品系列。这些器件采用超薄SO-8封装,在无需散热片的情况下可提供22 W输出功率,并且效率高达86%,并且还具有高功率因数、精确调整率及全面的保护功能,适合于灯泡、灯管及其它照明装置的应用。
1.宽电压输入,低电压调光
使用LYTSwitch-7 IC的LED驱动器的电压输入范围是90V到305V,同时在低电压输入下仍可实现调光。对于这一点可能会有人问,为什么不做高输入电压调光?高电压输入在技术上实现肯定没有问题,但是任何一个国家都是单一电压,要么是低电压,如日本、美国,要么是高电压,如中国、欧洲,因此LED驱动器要么定位在高压要么定位在低压即可满足用户需求。但在某些国家,比如美国,其照明市场分为商用和民用,而商用照明的供电电压往往是高压输入,并不需要高压输入时具有调光功能。LYTSwitch-7 LED驱动器IC既可应对宽电压输入范围,又可以实现在低电压下调光,而且是在保证输出电流恒定的情况下实现宽电压输入。因而可以同时满足美国商业及民用照明需要。
2.集成保护,安全性更高
在分离元器件的驱动器方案当中,如果想增加某一项保护需要增加更多器件来实现。而PI的电路保护是完全集成的。这样的优势有三点,第一,在输入过压-浪涌的情况下,输入过压保护可以对LED负载进行保护。比如当电路遇到雷电时,只要电路中出现雷电,母线中就会出现高压,IC会相应停止开关操作,后面的LED灯都会避免高压危害;第二,提供输出过流、过压(OVP)、短路及负载开路保护。比如负载开路时,电压会持续升高,负载端的电容很容易损坏,而输出过压保护可以在此故障情况下对输出电容提供保护。第三,驱动器过热时输出电流降低并最终实现完全关断的的热折返保护。比如,当大厦失火时,随着周围环境温度的增加,LED灯并非马上熄灭而是亮度慢慢变暗,从而给里面的人逃生机会。如图1,更神奇的是,当温度达到更高时,灯具会完全熄灭,而一旦外部温度恢复至正常范围,灯具会自行恢复照明。
图2:电感电流分布
怎样实现精确的恒流控制是很多LED驱动器IC厂商一直考虑的问题。如图2所示,为实现高的功率因数,通常开关管的电流都会跟随输入电压的波形进行变化。而一旦输入端出现任何噪声及低频扰动,随开关管电流的响应,都会在输出端的LED驱动电流上显现出来,从而造成照明亮度的响应变化,影响人的视觉体验。而Power Integrations的LYTSwitch-7方案则采用一个交流半波周期中当中某个时段采用的是限流工作模式,即电感的峰值电流不随输入电压而变化,从而可以对输入噪声进行抑制,输出端的电流对输入端的噪声不敏感。避免了输出照明受交流供电影响的情况。而输出恒流的控制是通过维持一个交流半波中电感电流的平均值不变来实现的。因此其恒流精度对应不同的输入电压、负载及批量生产条件下均可保证。另外,相对于传统控制方法,由于峰值电流比较低,因而MOSFET利用率高,同时储能电感也可以减小,再加上方案本身独特的供电方式,电感上不需要额外的耦合绕组,进而可以采用低成本的市售标准电感。这大大增加了方案的吸引力。(小编:深圳君鸿盛电子)
5. DALI协议LED调光原理,Touch DIM功能常用吗
在照明行业,人们对于LED光源的调光往往有个误区,认为LED调光相对容易。而现 实是LED光源调光技术在工程中的应用中往往不尽人意,为什么会是这样的情形?是LED光源的调光技术不成熟,还是该技术很难掌握?因此本文通过解析及分析LED 光源的调光技术,来帮助读者全面理解及掌握LED光源的调光及其应用。
LED光源的调光应采用那种技术?我们如何掌握呢?要解答以上问题,首先我们要了解LED的伏安特性。
所谓LED的伏安特性,即是流过LED P-N结的电流随电压变化的特性,在示波器上能十分形象地展示这种变化,一根完整的伏安曲线包括正向特性与反向特性。通常,反向特性曲线变化较为陡峭,当电压超过某个阈值时,电流会出现指数式上升,从而击穿LED P-N结。而LED的正向电压也是由其正向电流决定的。从LED的伏安特性(图1)可知,正向电流的变化会引起正向电压的相应变化,确切地说,正向电流的减小也会引起正向电压的减小。所以在把电流调低的时候,LED的电压也就跟着降低,这就会改变电源电压和负载电压之间的关系。
因此从LED的伏安特性,我们可得知LED光源的调光不能够简单用降低LED的输入电压或输入电流来实现,另外LED的正弦波的波形有别于白炽灯的波形,因此也不能简单得通过改变其导通角,从而实现改变其有效值(有效调光)的目的。
为了让大家更容易理解以上的观点,举例如下:
例如,在一个输入为24V的LED灯具中,采用了8颗1W的大功率LED串联起来。在正向电流为350mA时,每个LED的正向电压是3.3V,那么8颗串联就是26.4V,因此负载电压比输入电压高,所以应该采用>24V的恒流源。但是,为了要调光,把电流降到100mA,这时候的正向电压只有2.8V,8颗串联为22.4V,负载电压就变成低于输入电压,这样>24V的恒流源就根本无法工作,最后LED就会出现闪烁现象。
这时你可能会选用可降压型(宽电压)恒流源,例如10V-30V恒流源来进行调光,但是这种可降压型(宽电压)恒流源如果调到一个低的正向电压,LED的负载电流也变得很低,因此降压比非常大,超出了这种可降压型(宽电压)恒流源的正常工作范围,也会使它无法工作而产生闪烁。另外可降压型(宽电压)恒流源长时间工作于低亮度,会使可其效率降低及温升增高而无法工作,因为可降压型(宽电压)恒流源的效率是和降压比有关的,降压比越大,效率越低,损耗在芯片上的功耗越大,从而会损害恒流源及LED光源的寿命。很多人因为不了解其中的问题,还总要去从调光的电路里去找问题,那是徒劳无益的。
普通的白炽灯和卤素灯通常采用可控硅来调光。因为白炽灯和卤素灯是一个纯电阻器件,它不要求输入电压一定是正弦波,因为它的电流波形永远和电压波形一样,所以不管电压波形如何偏离正弦波,只要改变输入电压的有效值,就可以调光。
然而可控硅调光对LED光源的调节会产生意想不到的问题,那就是输入端的LC滤波器会使可控硅产生振荡,这种振荡对于白炽灯是无所谓的,因为白炽灯的热惯性使得人眼根本看不出这种振荡,但是对于LED的驱动电源就会产生音频噪声和闪烁。另外可控硅调光会破坏正弦波的波形,从而降低了其功率因素值(通常低于0.5),因此可控硅调光大大降低了LED的系统效率。而且可控硅调光的波形加大了谐波系数,非正弦的波形会在线路上产生严重的干扰信号(EMI)污染电网,严重的会使电网瘫痪。 读到此处,你可能会问:“降低电压或电流及可控硅调光方式都不适合LED光源调光,那么什么方式才是最合适的呢?”。
是模拟(1-10V)调光方式吗?不是。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,而模拟(1-10V)调光驱动中的容差、偏移和延迟导致了一个相对固定的误差, 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。因此保证LED光源的调光效果,其中重要的一点是在一个闭环系统中降低输出电流误差,提高电流精确度。
PWM(脉宽调制)调光方式可以很好的解决以上问题,因为LED是一个二极管,它可以实现快速开关,它可允许的开关速度可以高达微秒以上,是任何发光器件所无法比拟的。因此,只要把电源改成脉冲恒流源,用改变脉冲宽度的方法,就可以改变其亮度,这种方法称为脉宽调制(PWM)调光法。这种调光方式就像一个以高达微秒以上开关的水闸,由于该水闸开关频率很快,快到我们无法用肉眼识别其开关的状态,其结果是我们只能够通下游水量的多少,才能识别其开关频率的快慢。另外由于该水闸改变的是输出水流的占空比(水流有效流量),不改变水流的瞬间水压及瞬间流量,因此该水闸的高达微秒以上开关动作不会影响水力发电的工作,因为瞬间水压及瞬间流量不变,改变的是下流的水量及发电的总量。因此,以此类推PWM(脉宽调制)调光方式不改变输入LED PN结的瞬间电压及瞬间电流,改变的是输出电流的占空比,从而改变其亮度。
因此,LED PWM(脉宽调制)调光方式还有以下的优点:
1、不会产生任何LED色谱偏移,因为LED始终工作在满幅度电流和0之间。
2、有极高的调光精确度,因为脉冲波形完全可以控制到很高的精度,所以很容易实现万分之一的精度。
3、即使在很大范围内调光,也不会发生闪烁现象。因为不会改变恒流源的工作条件(升压比或降压比),更不可能发生过热等问题。
4、可以和数字(POWERBUS/DSI/DMX 512)控制技术相结合来进行控制,因为数字控制信号很容易变换成为一个PWM信号。
虽然LEDPWM(脉宽调制)调光方式有很多优点,但是需要注意以下两个问题:
1、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。
2、消除调光引起的啸声,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。另一种方法是找出发声的器件而加以处理。
目前已经有些生产LED可调光电源,驱动器及数字控制系统的厂家已经很好得解决了上述问题,如锐高(Tridonic)公司的LED可调光电源及驱动器都采用PWM(脉宽调制)调光技术(图2),其控制信号均采用POWERBUS (数字可寻址的照明接口)技术,并结合数字照明控制系统,实现全数字化的LED控制产品线。另外 TRIDONIC(锐高)最新的基于PL-LED技术的LED光引擎产品(图3)。PL-LED是指TRIDONIC的LED荧光粉创新技术,该技术可以实现在同一LED光源内颜色及色温的变化,同时可以通过软件选定固定的色温(例如:2700K-6200K)或颜色(例如:RGB)并进行调光控制,目前LED应用数字调光技术的最高境界。
好的LED光源调光技术需要有好的LED控制信号技术来匹配及配合,才能成为一个行之有效,稳定可靠的系统。之前提到了LED PWM(脉宽调制)调光方式有一个突出的优点,数字控制信号很容易变换成为一个PWM信号。而在照明的数字控制信号中,POWERBUS (数字可寻址的照明接口)有着其他照明数字控制信号无可比拟的优越性,且也是目前数字控制信号应用在照明行业的主流,开放的国际标准。因此PWM(脉宽调制)调光方式与POWERBUS (数字可寻址的照明接口) 的匹配可谓是“好马配好鞍”,各自发挥着自身的优势,PWM(脉宽调制)调光技术解决好LED光源的最终调光难题,POWERBUS (数字可寻址的照明接口)技术解决了每个LED灯具的控制,反馈及组网。
POWERBUS数字可寻址的照明接口)技术的最大特点是单个灯具具有独立地址,通过POWERBUS系统软件可对单灯或任意的灯组进行精确的调光及开关控制,不论这些灯具在强电上是同一个回路或不同回路。即照明控制上与强电回路无关,POWERBUS系统软件可对同一强电回路或不同回路上的单或多个灯具进行独立寻址,从而实现单独控制和任意分组。这一理念为照明控制带来极大的灵活性,用户可根据需要随心所欲地设计满足其需求的照明方案,甚至在安装结束后的运行过程中仍可任意修改控制要求,而无须对线路做任何改动。
北京强联公司在2012年推出了世界第一款数字调光技术POWERBUS接口技术,而POWERBUS是在 DSI接口 的技术的基础上发展起来的目前最新型的可调光数字技术,通过POWERBUS技术的推出及应用,目前POWERBUS已成为中国数字调光的主流标准。 以下是PWM(脉宽调制)调光方式结合POWERBUS(数字可寻址的照明接口)的应用优势
1、设计简单易行:
设计中只要通过数字信号接口相互连接,并联到2芯控制线上。所有分组和场景均可在安装调试时通过计算机软件编程,不仅节约了布线成本,对于设计修改、重新布局和分隔也只需更改软件设置而不需重新布线,非常简单易行。
2、安装简单经济:
POWERBUS控制线对线材无特殊要求,安装时也无极性要求,只要求主电源线与控制线隔离开,控制线无需屏蔽,要注意的是当控制线上电流在250mA,线长300米时压降不超过2V。控制线和电源线可并行,无需另外埋线。设计紧凑的控制组件无需专门的控制柜,因此安装简便且经济。
3、操作简单方便:
POWERBUS 控制接口的PWMLED驱动器可自动处理灯丝预热, 点燃,调光、开关,故障检测等功能,用户界面是十分友好的,用户无需对此理解很深就能操作控制,如发送一个改变现行场景的命令,各个相关的LED驱动器根据现行亮度与场景要求亮度之差,各自计算调光速率以达到所有LED光源都同步调光到要求的场景亮度。
4、控制精确可靠:
POWERBUS为数字信号,不同于模拟信号,1010的信号可以实现无扰动控制,不会因长距离压降而使得控制信号失真,因此即使POWERBUS数字信号控制线与强电线同走一条线管也不会受干扰。POWERBUS信号是单向传输,不但可前向传输控制命令,也会将LED驱动器的状态、故障信息、开关,实际亮度值的信息反馈回系统。
5、应用范围广泛:
如今,POWERBUS接口已不仅仅限用于荧光灯镇流器调光,各种卤钨灯电子变压器,气体放电灯电子镇流器,LED也采用了POWERBUS接口调光;控制设备还包括:无线电接收器、继电器开关输入接口。各种按键控制面板、包括LED显示面板都已具有POWERBUS接口,这将使POWERBUS的应用越来越广,控制器从最小的一间办公室扩大到多间房间的办公大楼,从单个商店扩大到星级酒店。
总结
虽然现阶段的LED调光应用比较混乱,并且还有着一些问题和障碍,但无可否认LED调光的应用前景是光明的。只要我们保持着严谨的态度,科学的方式及负责任的心态发展LED调光技术,去推广LED调光技术,去用好LED调光技术,那么LED调光产品带给我们的好处,带给照明行业的好处,带给人类的好处就在不远的将来。
6. led灯具如何实现调光
方法:
第一种:这种调光方法为通过调制LED驱动电流来完成LED灯的调光,由于LED芯片的亮度与LED驱动电流成一定的比例干系,所以我们调节LED驱动电流就可以控制LED灯的明暗。
第二种:这种调光方法被称为模仿调光方法或线性调光方法。该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。
第三种:这种调光方法称之为脉冲宽度调制(PWM)。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。频率跟平常一样大概在200Hz~10KHz;因为人的眼睛视觉的滞后性,不会感觉得到光源在调光过程中产生的闪耀现象。此种调光方法的好处是能改善LED的散热性能,缺陷是驱动电流的过冲对LED芯片的寿命肯定有一定的影响。
7. 如何实现LED的调光、调色
由于LED的发光强度IV(或光辐射通量)与它的工作电流IF在一定电流范围内呈县性关系,即随着电流IF增大,IV也随之增大,因此,改变LED的IF,就可以改变它的发光强度,实现调光。由色度学原理可以知道,如果将红、绿、蓝三原色作混合,在适当的三原色亮度比的组合下,理论上可以获得无数种色彩,这就可以用三种发光波长的LED,只要具有例如:470nm(蓝色)、525
nm(绿色)和620
nm(红色)的三种波长的LED通过点亮和IF控制,就可以实现色彩的调控,即调色。
8. LED调光技术,你知道多少
作为一种光源,调光是很重要的。不仅是为了在家居中得到一个更舒适的环境,在今天来说,减少不必要的电光线,以进一步实现节能减排的目的是更加重要的一件事。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。
第一部分采用直流电源LED的调光技术
一。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%。所以调电流可以很容易实现亮度的调节。
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
1.2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。网页链接
9. 目前LED调光有几种,各是采用什么原理
LED的控制模式有恒流和恒压两种,有多种调光方式,比如模拟调光和PWM调光。
大多数的LED都采用的是恒流控制,这样可以保持LED电流的稳定,不易受VF的变化,可以延长LED灯具的使用寿命。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为PN结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。
(9)led调光算法扩展阅读
LED的发光原理同传统照明不同,是靠P-N结发光,同功率的LED光源,因其采用的芯片不同,电流电压参数则不同,故其内部布线结构和电路分布也不同,导致了各生产厂商的光源对调光驱动的要求也不尽相同;
因此控制系统和光源电器不匹配也成了行业内的通病,同时LED的多元化也对控制系统也提出了更高的挑战。
如果控制系统和照明设备不配套,可能会造成灯光熄灭或闪烁,并可能对LED的驱动电路和光源造成损坏。调节交流电每个半波的导通角来改变正弦形,从而改变交流电流的有效值,以此实现调光的目的。
10. LED灯调光原理
LED调光器的原理有三种
1. 波宽控制调光(Pulse Width Molation,简称PWM)
将电源方波数位化,并控制方波的占空比,从而达到控制电流的目的。
2. 恒流电源调控
用模拟线性技术可以轻易调整电流的大小。
3. 分组调控
将多颗LED分组,用简单的分组器调控。
上述1.2.两种方法是可以用可调电阻旋钮做无段控制。由于PWM模块技术化的成熟,成本降低。很难从价格方面判定是使用何种方式的控流。然而可调电阻本身并不是一个很可靠的元器件。往往因为灰尘的进入或者制造流程的不严紧,在操作可调电阻时会有瞬间跳空的故障,那么光源就会闪动。这种闪动在用PWM方式情况比较不明显,在用线性技术调控电流的情况较明显。
不论何种方式调控电流,都是可以改成触动式按键开关(Tact Switch)或独立分组开关(例如分组器、遥控器)来控制灯光。这样的质量比较可靠,使用寿命要长很多。实在有必要用可调电阻做细腻的灯光调控,建议用高质量的可调电阻(通常要几元到10几元)。