模拟调光与数字调光

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1、LED照明调光模拟还是数字夏俊峰刘倩2010.08.23一、前言对于LED照明，是用模拟方式调光，还是用数字方式调光，有不少人对此有论述，多数是倾向于采用数字方式调光，主要是采用PWM方式调光。本人猜想，采用数字式调光的理念，大概是受LED显示屏的工作方式的影响吧。因为LED彩色显示屏，当某种光色的LED亮度较小的改变，就会引起人眼视觉上比较明显的混合色彩的差异。那么对于照明应用，LED中电流的改变，是否会引起LED明显的色调变化？这就是模拟调光和数字调光孰优孰劣的一个争论焦点。数字调光和模拟调光哪个更好一些？

2、LED应用于显示屏方面，较其用于照明要早很多年。现有的显示屏技术，采用的是PWM方式来调光。当我们将LED用于照明时，是否要被这种观念束缚呢？下面将通过一系列的实验，用实验结果来阐述LED在照明工作及调光中应该采用何种供电方式更为合适。注意，本文是针对LED用于照明方面而言的，请不要套用到显示屏的应用方面，也不要套用到一些混光变色的装饰发光产品方面。同时，本文所述的模拟或数字电流，是指流过LED的电流是模拟的或数字的，并非指控制电源中开关管的控制信号，切勿混淆。否则会得到错误的结果！二、名词解释为了在讨论中避免

3、对一些名词的不同解释而产生误解，下面就本文采用的一些名词做些定义。恒流源：指电源输出的电流有效值不随负载变化而变化。交流恒流：指输出交流电流的有效值不随负载变化而变化。比如电流波形如图1（a）所示。直流恒流：指输出的直流电流有效值不随负载变化而变化。比如图1中（b）、（c）、（d）、（e）的电流波形。恒稳电流：指输出的直流电流值在任何时刻都不变化，且不随负载变化而变化。唯有图1（b）的电流可称作恒稳电流。脉动电流：指直流电流在有效值基础上有波动（纹波）。如图1（e）所示的电流波形。脉冲电流：指直流电流具有间断的

4、电流：如图1（c）、1（d）所示的电流波形。模拟调光：通过连续改变光源的电流值来调节光源的亮度。数字调光：通过改变光源电流的通、断时间来调节光源的亮度。i(A)i(A)0版权所有转载请注明出处t(s)00t(s)t(s)1（a）1（b）1（c）i(A)i(A)图1.恒流的波形举例00t(s)t(s)1（d）1（e）二、LED工作电流对光电参数影响的系列实验我们来看看恒稳电流和方波电流在LED上产生的差异。为了读者能够对所有的实验内容有整体的概念和比较，首先将系列实验的目录罗列出来：实验一，固定频率、固定占空比的

5、脉冲电流和恒稳电流给LED供电；实验二，固定频率，变占空比的方波和恒稳电流的对比；实验三考察频率变化对发光的影响实验四，考察电流变化对LED色度参数的的影响；实验五，考察各种色光的LED在不同电流时，人眼感受色调变化的敏感程度。实验一固定频率、固定占空比的脉冲电流和恒稳电流给LED供电分别取Φ5白色、蓝色、绿色、黄色、红色LED，各三颗串联为一组。(1)采用直流电源供电，电流有效值为20mA，测每组光通量ΦD(2)采用方波供电，频率为40kHz，占空比为0.2，电流有效值为20mA时，测光通量值ΦP；（测电流取

6、样电阻为0.1Ω。）(3)保持方波频率、占空比不变，调节输入电压当光通量等于ΦD时再读出有效电流值。（测电流取样电阻为0.1Ω。）实验数据及LED发光效果1、白光LED直流电源供电方波供电正向电流光通量有效电流值光通量方波电流有效电流值光通量方波电流IF(mA)Φ(lm)IA(mA)ΦA(lm)IAP(mA)IB(mA)ΦB(lm)IBP(mA)203.62580465.084230205.084参见图2a参见图2bf=40KD=1/5直流20版权所有转载请注明出处mA方波电流有效值20mALED发光状况图2a

7、.电流有效值相等时的状况f=40KD=1/5直流20方波mA方波电流有效值46mALED发光状况图2b.光通量相等时的状况2、绿光LED直流电源供电方波供电正向电流光通量有效电流值光通量方波电流有效电流值光通量方波电流IF(mA)Φ(lm)IA(mA)ΦA(lm)IAP(mA)IB(mA)ΦB(lm)IBP(mA)201.390100602.227300202.227参见图3a参见图3bf=40KD=1/5直流方波有效值20mA20mA电流有效值20mALED发光状况图3a.电流有效值相等时的状况f=40KD=

8、1/5版权所有转载请注明出处直流方波20mA方波电流有效值60mALED发光状况图3b.光通量相等时的状况3、蓝光、红光、黄光LED直流电源供电方波供电正向电流光通量有效电流值光通量方波电流有效电流值光通量方波电流颜色IF(mA)Φ(lm)IA(mA)ΦA(lm)IAP(mA)IB(mA)ΦB(lm)IBP(mA)蓝光200.6420200.4054100440.6420220红光20