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带电感的PWM调光方法
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带电感的PWM调光方法
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管理员
发表在
电源技术
2014-4-4 10:46:43
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摘 要:
介绍通过在PWM调光驱动电路中引入
电感
,达到平均
电流
的作用。从模拟和实验角度得出了驱动电路中电感大小的确定方法,并深入分析了此驱动电路中
LED
上电流值和PWM波占空比之间的函数依赖关系,可由计算机通过RS-
485
对LED亮暗程度实现实时、细致的多档位控制。
关键词:
LED;占空比;电感;多档位
LED是一种
固态
电光源,是一种半导体照明器件,其电学特性具有很强的离散性。它具有体积小、机械强度大、功耗低、寿命长,便于调节控制及无污染等特征,有极大发展前景的新型光源产品。LED调光方法的实现分为两种:模拟调光和数字调光,其中模拟调光是通过改变LED回路中电流大小达到调光;数字调光又称PWM调光,通过PWM波开启和关闭LED来改变正向电流的导通时间以达到亮度调节的效果[1]。模拟调光通过改变LED回路中的电流来调节LED的亮度,缺点是在可调节的电流范围内,可调档位受到限制;PWM波调光可通过改变高低电平的占空比来任意改变LED的开启时间,从而使亮度调节的档位增多。本文拟用两种方法共同作用,以达到调节LED亮度的效果。
1 LED调光方法
模拟调光是通过改变LED回路中电流大小达到调光,
电源
电压不变,通过改变R的
电阻
值来改变回路中的电流,从而达到改变LED亮度的效果[2]。很多其他模拟调光都是采用这种方法的延伸,其优点是电流可连续,但可调节电流的范围往往受到硬件的限制,调节档位不多,对于要求亮度感应敏感的高精度采光设备,这种方法不理想。
数字调光又称PWM调光,通过PWM波开启和关闭LED来改变正向电流的导通时间,以达到亮度调节的效果。该方法基于人眼对亮度闪烁不够敏感的特性,使负载LED时亮时暗。如果亮暗的频率超过
100
Hz,人眼看到的就是平均亮度,而不是LED在闪烁。PWM通过调节亮和暗的时间比例实现调节亮度,在一个PWM周期内,因为人眼对大于100 Hz内的光闪烁,感知的亮度是一个累积过程,即亮的时间在整个周期中所占得比例越大,人眼感觉越亮。但是对于一些高频采样的设备,如高频采样摄像头,采样时有可能恰好采到LED暗时的图像。因此本文将模拟和数字相结合,设计了LED的驱动电路。
2 采用电感的PWM调节方法
2.1 驱动电路
电路中,当电感上通有电流时,电感会产生磁场,即部分电流转换成磁能的方式“存储”在电感中;当不再向电感上通电流时,电感会将磁能通过电流的方式在回路中释放出来。这也是电感上电流不能突变的原因,基于电感的这种“充放电”原理,可以将它用来平均PWM波调光中产生的不连续电流。式(1)、式(2)分别是
LR
电路的充电和放电过程及电流与时间的关系。
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