LED光源脉宽调制(PWM)方式

　　LED类属二极管，可以快速开／关，且开关速度可以高达微秒级，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。
　　
　　脉宽调制的波形如下图所示，脉冲的周期为tpwm，脉冲宽度为ton，那么其工作比D（又称为占空比或孔度比）就是ton/tpwm，改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度。

　　1．实现PWM调光的方法
　　
　　具体实现PWM调光的方法就是在LED的负载中串入一个MOs开关管，这串LED的阳极用二个恒流源供电，如下图所示。

　　控制芯片输出一个PWM信号加到MOs管的栅极，让MOs管工作于开关状态，从而快速地开／关这串LED，以实现调光功能。不少恒流控制芯片本身就带一个PWM接口，可以直接接受PWM调光信号，再输出脉冲控制MOs开关管。
　　
　　2.PWM调光的频率选择
　　
　　若PWM调光脉宽频率选择得较低，人眼就会感到闪烁。为了充分利用人眼的视觉残留特性，其工作频率应当高于100Hz，最好为200Hz。
　　
　　虽然脉冲频率高于100Hz后人眼无法察觉其闪烁，但这个频率仍在人耳的听觉范围（20Hz～20kHz ）内，这时候有可能会听到“哩哩”的声音（调光引起的啸叫声）。消除这个噪声主要有以下两种方法：一是把开关频率提高到20kHz以上，跳出人耳听觉的范围。但是频率过高也会引起一些问题，因为各种寄生参数的影响，会使脉冲波形（前后沿）产生畸变，这就降低了调光的精确度。另一种方法是找出发声的器件而加以处理。实际上，电路中的主要发声器件是输出端的陶瓷电容，因为陶瓷电容通常是由高介电常数的陶瓷制成，这类陶瓷都具有压电特性，在数百赫兹的脉冲作用下，就会产生机械振动从而发声，解决的方法是采用担电容来代替。不过，高耐压的担电容价格较贵，会增加一些成本。
　　
　　3.PWM调光的优点
　　
　　PWM调光方式不会产生LED色谱偏移现象，因为流过LED的电流在0A与正常值之间跳变；该方式并不改变恒流源的工作条件（升压比或降压比），不可能使恒流源出现过热现象；即使在很大范围内调光，也不舍发生LED闪烁现象，并且具有极高的调光精确度。
　　
　　另外，由于数字信号很容易转换成PWM信号，因此该方式容易与数字控制技术相结合，从而实现自动调光（又称智能调光）功能，现已广泛用于道路、办公室、商场、学校等公共场所的LED照明系统中，下面举例说明。
　　
　　在LED路灯照明中，为了节约电能，通常的做法是在晚上12点后关灯或者将亮度降为一半，但是最合理的做法是根据交通流量来控制LED路灯的亮度。
　　
　　一款LED路灯亮度控制曲线如下图所示。为了实现这种智能调光，只需把这一曲线输入到一个单片机内，单片机根据这个曲线输出对应PWM的调光信号，控制恒流驱动电路即可。

　　另外，在一些需自动根据环境光强度调节LED亮度的系统中，大多采用光敏自动调节技术，以减小在强光下不必要的电能消耗。
　　
　　一款采用光敏自动调节技术的LED照明控制电路框图如下图所示。光敏元件的作用是感受周围的环境光，如果环境光亮度够强，那么该控制电路就会输出一个PWM信号到所有靠近强环境光的LED灯具，把它们的亮度调暗。一个调光信号发生器可以调节很多LED灯具，只要这些灯具的恒流驱动源带有PWM调光控制接口。这种调光系统本身的效率高达92%。这种全自动的自适应节能调光是荧光灯、节能灯、高压钠灯等气体放电管根本无法实现的，而这却是LED灯具最擅长的。

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