- 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
加速调光频率PWM实现精准LED调光
无论LED是经由降压、升压、降压/升压或线性稳压器驱动,连接每一个驱动电路最常见的
线程就是须要控制光的输出。现今仅有很少数的应用只需要开和关的简单功能,绝大多数都需要
从0~100%去微调亮度。目前,针对亮度控制方面,主要的两种解决方案为线性调节LED的电流
(模拟调光)或在肉眼无法察觉的高频下,让驱动电流从0到目标电流值之间来回切换(数字调
光)。利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环和工作周期可能是实现数字调光的最简单的方法,原因
是相同的技术可以用来控制大部分的开关转换器。
无论LED是经由降压、升压、降压/升压或线性稳压器驱动,连接每一个驱动电路最常
见的线程就是须要控制光的输出。现今仅有很少数的应用只需要开和关的简单功能,绝大多
数都需要从0~100%去微调亮度。目前,针对亮度控制方面,主要的两种解决方案为线性调
节LED的电流(模拟调光)或在肉眼无法察觉的高频下,让驱动电流从0到目标电流值之间来
回切换(数字调光)。利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环和工作周期可能是实现数字调光的
最简单的方法,原因是相同的技术可以用来控制大部分的开关转换器。
一、PWM调光能调配准确色光
一般来说,模拟调光比较容易实行,这是因为LED驱动器的输出电流变化与控制电压成
比例,而且模拟调光也不会引发额外的电磁兼容性(EMC)/电磁干扰(EMI)潜在频率问题。然
而,大部分设计采用PWM调光的理由都是基于LED的基本特性,即放射光的位移是与平均驱
动电流的大小成比例(图1)。对于单色LED来说,主要光波的波长会发生变化,而在白光LED
方面,出现变化的是相对色温(CCT)。对于人们的肉眼来说,很难察觉出红、绿或蓝光LED
中的奈米波长变化,尤其是当光的强度也同样在改变,但是白光的色温变化则比较容易察觉
出来。大多数的白光LED都包含一片可放射出蓝光频谱光子的晶圆,这些光子在撞击磷光涂
层后便会放射出各种可见光范围内的光子。在较小的电流下,磷光会成为主导并使光线偏向
黄色;而在较大电流下,LED放射出来的蓝光则较多,使得光线偏向蓝色,同时也会产生较
高的CCT。对于使用超过一个白光LED的应用,在两个相邻LED之间出现的CCT差异会很明
显,且视觉令人不悦,此概念可以进一步延伸将多个单色LED光线混和在一起的光源。一旦
超过一个光源,任何出现在它们之间的CCT差异都会令人感到刺眼。
图1采用PWM调光的LED驱动器及波形
LED制造商会在其产品的电流特性表中指定驱动电流的大小,其只会在这些特定电流条
件下对产品的主波长或CCT提供保证。PWM调光的优点在于完全毋须考虑光的强弱,也能确
保LED放射出设计人员所需的颜色。这种精确的控制对于红绿蓝(RGB)应用尤其重要,因为
这些应用是将不同颜色的光线混和以产生白光。
从驱动器集成电路的角度看,模拟调光面临着输出电流准确性的严峻挑战。几乎所有的
LED驱动器都在输出端加入某种形式的串行电阻来侦测电流,而所选用的电流感测电压VSNS
会产生一个协调作用,使电路能保持高讯号讯噪比(SNR),同时维持低功耗,由驱动器中的
容限度、偏移和延迟所引致的误差则相对保持固定。要在封闭回路系统中降低输出电流,就
必须要调降VSNS,但如此一来,输出电流的准确性便会下降,直至VSNS的绝对值等于误差
电压为止,最后,输出电流会变得无法控制,目标输出电流将不能被确定或保证。一般来说,
PWM调光除了可以提高准确性之外,对于低阶光输出的线性控制也较模拟调光强。
二、调光频率与对比度成反比
对于PWM调光讯号而言,每个LED都有限定的响应时间,图2表示三种不同的延迟,延
迟愈大者表示能达到的对比度就愈低(对光强度控制的一种测量方法)。
图2调光延迟
图2中的时间量tD表示由逻辑讯号VDIM上升开始,至LED驱动器开始增加输出电流开
始之间的传播延迟,而时间量tSU则表示输出电流由0转换到目标电流所需的时间,至于时
间量tSD代表输出电流从目标电流转换回0所需的时间。在大多数的情况下,调光频率fDIM
愈低,对比度就愈高,这是因为这些固定延迟只会占用少部分的调光周期TDIM。调光频率
fDIM的下限约为120Hz,假如低于此频率,眼睛便不能再将脉冲混和成一个可见的连续光
文档评论(0)