模擬、PWM和TRIAC 調(diào)光方案
PWM Dimming (脈寬調(diào)制) 調(diào)光方式——這是一種利用簡單的數(shù)字脈沖,反復開關白光LED驅(qū)動器的調(diào)光技術。應用者的系統(tǒng)只需要提供寬、窄不同的數(shù)字式脈沖,即可簡單地實現(xiàn)改變輸出電流,從而調(diào)節(jié)白光LED的亮度。PWM 調(diào)光的優(yōu)點在于能夠提供高質(zhì)量的白光,以及應用簡單,效率高!例如在手機的系統(tǒng)中,利用一個專用PWM接口可以簡單的產(chǎn)生任意占空比的脈沖信號,該信號通過一個電阻,連接到驅(qū)動器的EN接口。多數(shù)廠商的驅(qū)動器都支持PWM調(diào)光。
但是,PWM 調(diào)光有其劣勢。主要反映在:PWM調(diào)光很容易使得白光LED的驅(qū)動電路產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲(audible noise,或者mICrophonic noise)。這個噪聲是如何產(chǎn)生?通常白光LED驅(qū)動器都屬于開關電源器件(buck、boost 、charge pump等),其開關頻率都在1MHz左右,因此在驅(qū)動器的典型應用中是不會產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。但是當驅(qū)動器進行PWM調(diào)光的時候,如果PWM信號的頻率正好落在200Hz到20kHz之間,白光LED驅(qū)動器周圍的電感和輸出電容就會產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。所以設計時要避免使用20kHz以下低頻段。
我們都知道,一個低頻的開關信號作用于普通的繞線電感(wire winding coil),會使得電感中的線圈之間互相產(chǎn)生機械振動,該機械振動的頻率正好落在上述頻率,電感發(fā)出的噪音就能夠被人耳聽見。電感產(chǎn)生了一部分噪聲,另一部分來自輸出電容?,F(xiàn)在越來越多的手機設計者采用陶瓷電容作為驅(qū)動器的輸出電容。陶瓷電容具有壓電特性,這就意味著:當一個低頻電壓紋波信號作用于輸出電容,電容就會發(fā)出吱吱的蜂鳴聲。當PWM信號為低時,白光LED驅(qū)動器停止工作,輸出電容通過白光LED和下端的電阻進行放電。因此在PWM調(diào)光時,輸出電容不可避免的產(chǎn)生很大的紋波??傊?,為了避免PWM調(diào)光時可聽得見的噪聲,白光LED驅(qū)動器應該能夠提供超出人耳可聽見范圍的調(diào)光頻率!
相對于PWM調(diào)光,如果能夠改變RS的電阻值,同樣能夠改變流過白光LED的電流,從而變化LED的光亮度。我們稱這種技術為模擬調(diào)光。
模擬調(diào)光最大的優(yōu)勢是它避免了由于調(diào)光時所產(chǎn)生的噪聲。在采用模擬調(diào)光的技術時,LED的正向?qū)▔航禃S著LED電流的減小而降低,使得白光LED的能耗也有所降低。但是區(qū)別于PWM調(diào)光技術,在模擬調(diào)光時白光LED驅(qū)動器始終處于工作模式,并且驅(qū)動器的電能轉(zhuǎn)換效率隨著輸出電流減小而急速下降。所以,采用模擬調(diào)光技術往往會增大整個系統(tǒng)的能耗。模擬調(diào)光技術還有個缺點在于發(fā)光質(zhì)量。由于它直接改變白光LED的電流,使得白光LED的白光質(zhì)量也發(fā)生了變化!
除了PWM調(diào)光,模擬調(diào)光,目前有些產(chǎn)商的驅(qū)動器支持數(shù)字調(diào)光。具備數(shù)字調(diào)光技術的白光LED驅(qū)動器會有相應的數(shù)字接口。該數(shù)字接口可以是SMB、I2C、或者是單線式數(shù)字接口。系統(tǒng)設計者只要根據(jù)具體的通信協(xié)議,給驅(qū)動器一串數(shù)字信號,就可以使得白光LED的光亮發(fā)生變化。
LED 調(diào)光處理完成方案及規(guī)范一直在不斷變化,直到此刻還未固定下來,所以資刻市
場上存在 PWM、模擬及可控硅(TRAIC)三種調(diào)光方案。PWM 和模擬方法是此中較簡單
的,但需要構建調(diào)光根蒂根基架構和新的調(diào)光節(jié)制器。
模擬調(diào)光方案的缺點是,LED 電流的調(diào)治規(guī)模局限在某個最大值至該最大值的約 10%
之間(10:1 調(diào)光規(guī)模)。由于 LED 的色譜與電流涉及,是以這種方法其實不合適于某些應
用。
PWM調(diào)光方案則是以某種快至足以袒護視物感覺閃耀的速率(凡是高于100MHz)在
零電流和最大 LED 電流之間舉行切換。該占空比轉(zhuǎn)變了有用均等電流,從而可實現(xiàn)高達
3000:1的調(diào)光規(guī)模(僅受限于最小占空比)。由于LED 電流要不處于最大值,要不被關斷,
所以該方法還具備可以或許制止在電流變化時發(fā)生 LED 色偏的長處,而在采用模擬調(diào)光時
這種LED 色偏現(xiàn)象是很常見的。
SangCheolHer 則看好 TRIAC 調(diào)光方案的市場前景,他表示:”可控硅(TRIAC,2 線
調(diào)光)將成為很是流行的處理完成方案,因為這種技術可以純粹使用傳統(tǒng)的系統(tǒng)而不需任何
轉(zhuǎn)變。并且,它還可以或許擴大為3 線調(diào)光,以制止出現(xiàn)與低功率因子值相干的缺陷。”
TRIAC 調(diào)光今日是業(yè)內(nèi)很是熱的1個話題,最初,TRIAC 調(diào)光器是為白熾燈而設計的,
但大多數(shù)用戶希望不異的 TRIAC 調(diào)光器也能對替代的 LED 燈舉行調(diào)光。梁后權表示:
“DiodesZetex今朝可為客戶供給全數(shù)的調(diào)光處理完成方案(包括PWM、模擬和TRIAC)。
例如,ZXLD1362LED 驅(qū)動器用 1 個 ADJ 引腳來實現(xiàn)模擬和 PWM 調(diào)光,這就為客戶帶來
了很大的設計靈活性。”
不過,鄭宗前以為,市場上 TRIAC 調(diào)光器的應用方案應該只是過渡性的,長遠來講,
應該會用PWM調(diào)光。他說:”首要的三點決定性因素為:1)用PWM調(diào)光從零到最光,都
不會有閃耀的現(xiàn)象。2)性能會更好。因為調(diào)光輸出功率采用了功率因子校陽電路,這是配
合全球?qū)艄獠捎霉β室蜃佑袕娏褐菩缘囊?,雖然一般從25W 起頭有這要求,但美國
要求燈光從零瓦起已需強力壓制性功率因子校陽電路。如采用 TRAIC 調(diào)光將捐軀功率因子
和增長了電路的復雜性。是以,采用PWM調(diào)光可以供給最佳性能的選擇,也是未來的趨勢。
3)成本會更好。用PWM調(diào)整占空比,不需要太多分外的節(jié)制電路成本。”
AlexanderSommer也看好PWM調(diào)光方案前景,他說:”與模擬調(diào)光方法比擬,LED的
PWM 調(diào)光方法有以下長處:1)效率更高;2)不管調(diào)光程度有多大,許可 LED 一直在優(yōu)
化的和永恒固定的電流下工組;3)在全般調(diào)光規(guī)模內(nèi)LED 色彩色調(diào)保持一致(色彩色調(diào)像
流明輸出同樣隨LED工作電流而變化)。”
徐瑞包也坦率地說:”小我私家感覺,調(diào)制方式的選擇不該該決定于LED的功率。而應
決定于終端產(chǎn)物的應用要求。比如,顯示背光或LED 裝飾燈可能會選用PWM的調(diào)光方式,
色彩一致性好,亮度級別高??墒菍σ话愕募矣谜彰骰蛸Q(mào)易照明,模擬調(diào)光或 TRIAC 也能
夠選擇,不過會孕育發(fā)增添光彩偏,并且調(diào)光的級別會很低。”