LED调光的工作原理及特点

3.1.2.1 LED调光工作原理

由图3-1所示的LED光输出和正向工作电流I_F关系曲线可以看出，LED的光输出和正向工作电流有关，加大LED的正向工作电流，LED的光输出加大。但是，用调节LED正向工作电流I_F的方法来调节LED的光输出会产生一个问题，那就是在调亮度的同时也会改变LED光输出的光谱和色温。因为目前白光LED大多是用蓝光LED激发黄色荧光粉来产生白光，当LED的正向电流减小时，蓝光LED输出蓝光亮度减小，而黄色荧光粉的厚度并没有按比例减薄，从而使LED的发光色温发生变化，并且LED光输出的波长和LED的正向工作电流I_F也有关，所以在对发光颜色重要的应用场合不宜采用这种调光控制方法。

同时，LED的正向工作电压V_F和LED的正向工作电流I_F也有关，当LED的正向工作电流减小时，LED负载串的总正向电压降可能低于LED驱动电源的输入直流电压。而当LED的正向工作电流加大时，LED负载串的总正向电压降可能大于LED驱动电源的输入直流电压。这样单纯升压型输出或降压型输出LED驱动电路就不能适应LED负载串调光工作状态工作的需要，使用中需根据需要合理选用LED驱动电路的电路拓扑结构。

而采用PWM调光控制不会改变LED的峰值工作电流，通过PWM开关改变LED输入供电电流的脉冲占空比D，就可以改变LED正向工作电流的平均值，从而达到LED调光控制的目的。

PWM调光的开关控制频率一般需要大于200Hz或更高，这样可以避免LED发光的闪烁对人眼视觉的影响，LED的PWM调光工作电流平均值正比于调光脉冲占空比D_调光，可以利用下式计算。

I_调光-LED=D_调光×I_LED式中，I_调光-LED是通过LED的平均电流；D_调光是调光脉冲占空比；I_LED是LED的峰值工作电流。

可以看出，在PWM调光控制方式下，如果脉冲占空比D的调节范围为0.1%～100%，则调光控制范围可达100/0.1，即可以达到1000倍，而模拟调光如要达到1000倍的调光控制范围会有一定的难度。并且，在PWM调光控制方式下由于LED的峰值电流保持恒定，所以不会对LED的发光色温造成影响。

3.1.2.2 LED常用的调光控制接口

1.模拟调光（0～10V）

图3-6 0～10V模拟调光控制工作特性(www.xing528.com)

模拟调光，也常常叫做0～10V调光，是使用一条独立于交流输入市电供电线输入的控制线路来给LED调光灯具提供0～10V的调光控制信号。0～10V模拟调光控制器一般是一个0～10V输出的墙面调光器或控制系统中的调光电路，可以用一个控制信号来并行的控制多个灯具或LED驱动电路。当调光输入为10V时，LED灯以全亮度输出，并随调光控制电压的减小而线性降低到零亮度光输出（如图3-6所示）。如果不需要使用LED调光灯具的调光输入控制信号，可以简单地让调光控制电路处于开路状态，控制器内部会将调光控制电压上拉到10V。

2.数控调光

数控调光采用数字调光控制方法，可以通过有关数字通信协议传输数字调光信号，如图3-7所示。根据数控调光信号的常用传输接口分有线和无线两类，有线传输接口有PLC、以太网、DMX、KNX和DALI等，无线有Zigbee和WiFi等。不同调光接口的性能对比如表3-1所示^[11]。

图3-7 先进LED照明系统结构图

表3-1 相关调光接口的性能对比

（续）