LED的調(diào)光原理分析與設(shè)計(jì)實(shí)例

作為一種光源，調(diào)光是很重要的。不僅是為了在家居中得到一個(gè)更舒適的環(huán)境，在今天來(lái)說(shuō)，減少不必要的電光線，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的是更加重要的一件事。而且對(duì)于LED 光源來(lái)說(shuō)，調(diào)光也是比其他熒光燈、節(jié)能燈、高壓鈉燈等更容易實(shí)現(xiàn)，所以更應(yīng)該在各種類型的LED 燈具中加上調(diào)光的功能。

第一部分 采用直流電源LED 的調(diào)光技術(shù)

一．用調(diào)正向電流的方法來(lái)調(diào)亮度

要改變LED 的亮度，是很容易實(shí)現(xiàn)的。首先想到的是改變它的驅(qū)動(dòng)電流，因?yàn)長(zhǎng)ED 的亮度是幾乎和它的驅(qū)動(dòng)電流直接成正比關(guān)系。圖1 中顯示了Cree 公司的XLampXP-G 的輸出相對(duì)光強(qiáng)和正向電流的關(guān)系。


圖1. XLampXP-G 的輸出相對(duì)光強(qiáng)和正向電流的關(guān)系

由圖中可知，假如以350mA 時(shí)的光輸出作為100%，那么200mA 時(shí)的光輸出就大約是60%，100mA 時(shí)大約是25%。所以調(diào)電流可以很容易實(shí)現(xiàn)亮度的調(diào)節(jié)。

1.1 調(diào)節(jié)正向電流的方法

調(diào)節(jié)LED 的電流最簡(jiǎn)單的方法就是改變和LED 負(fù)載串聯(lián)的電流檢測(cè)電阻（圖2a），幾乎所有DC-DC 恒流芯片都有一個(gè)檢測(cè)電流的接口，是檢測(cè)到的電壓和芯片內(nèi)部的參考電壓比較，來(lái)控制電流的恒定。但是這個(gè)檢測(cè)電阻的值通常很小，只有零點(diǎn)幾歐，如果要在墻上裝一個(gè)零點(diǎn)幾歐的電位器來(lái)調(diào)節(jié)電流是不大可能的，因?yàn)橐€電阻也會(huì)有零點(diǎn)幾歐了。所以有些芯片提供一個(gè)控制電壓接口，改變輸入的控制電壓就可以改變其輸出恒流值。例如凌特公司的LT3478（圖2b）只要改變R1 和R2 的比值，也可以改變其輸出的恒流值。



圖2. 輸出恒流值的調(diào)節(jié)

1.2 調(diào)正向電流會(huì)使色譜偏移

然而用調(diào)正向電流的方法來(lái)調(diào)亮度會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，那就是在調(diào)亮度的同時(shí)也會(huì)改變它的光譜和色溫。因?yàn)槟壳鞍坠釲ED 都是用蘭光LED 激發(fā)黃色熒光粉而產(chǎn)生，當(dāng)正向電流減小時(shí)，藍(lán)光LED 亮度增加而黃色熒光粉的厚度并沒(méi)有按比例減薄，從而使其光譜的主波長(zhǎng)增長(zhǎng)，具體實(shí)例如圖3 所示。


圖3. 主波長(zhǎng)和正向電流的關(guān)系