LED 調(diào)光的實現(xiàn)與相關(guān)問題探討

　　1 LED市場與技術(shù)進展

　　由于白熾燈的發(fā)光效率低，所以世界各國政府紛紛制定了如圖1所示淘汰白熾燈的時刻表，而LED的發(fā)光效率高和工作壽命長的一系列優(yōu)點使LED照明得到了廣泛的應(yīng)用，LED的性能和發(fā)光效率不斷提升，LED有關(guān)技術(shù)指標(biāo)進展預(yù)測如表1所示。

的最大發(fā)光值，即所謂的心理物理學(xué)定律。

　　(2)在整個調(diào)光范圍應(yīng)平滑調(diào)光變化。

　　(3)燈在最低調(diào)光電平時啟動燈發(fā)光應(yīng)很快達到預(yù)定的發(fā)光值。

　　(4)達到預(yù)定的調(diào)光電平后LED燈發(fā)光應(yīng)穩(wěn)定，不應(yīng)有發(fā)光閃爍現(xiàn)象。

　　(5)在整個調(diào)光范圍內(nèi)，LED燈、LED驅(qū)動電源和調(diào)光控制器不應(yīng)有可聞噪聲。

　　(6)運動控制/有無人檢測/光電檢測等部件能控制LED燈的工作。

　　2.3 工作可靠性

　　調(diào)光對大部分光源而言，可以延長其使用壽命，因為在低發(fā)光亮度下燈的功耗和發(fā)熱降低了，有利于提高光源的使用壽命。

　　溫度對電子元器件的壽命有重要的影響，低溫對延長電子元器件的壽命有幫助，LED燈為燈和電子元器件的一體的燈，所以整體燈的壽命受壽命最短的電子元器件的壽命制約，調(diào)光有利于降低LED燈的溫度，有利于LED燈的光通量維持率和延長LED燈的使用壽命。

　　3 相控調(diào)光

　　相控調(diào)光最早用于白熾燈調(diào)光，相控調(diào)光的主要優(yōu)點是使用、安裝方便。LED相控調(diào)光的頻率應(yīng)不低于100Hz，以避免人眼感到發(fā)光閃爍，相控導(dǎo)通角越大則LED的發(fā)光亮度越大，相控半導(dǎo)體器件可用可控硅、場效應(yīng)晶體管或有關(guān)半導(dǎo)體器件。

　　由于現(xiàn)有的調(diào)光器被設(shè)計用于白熾燈(近似電阻負載，功率大多在20W和50W之間)，因此需要一些額外的電路才能允許它們用于LED照明系統(tǒng)。目前，市場上還沒有白熾燈調(diào)光器標(biāo)準(zhǔn)，因此目前市場上有大量不同性能和參數(shù)值的調(diào)光器。

　　3.1 前沿相控調(diào)光

　　前沿相控調(diào)光(前相調(diào)光)由于電路實現(xiàn)簡單所以得到了廣泛的應(yīng)用，開關(guān)器件常用可控硅，通過控制可控硅的導(dǎo)通角來控制輸出的交流電有效值，從而達到調(diào)光控制，典型可控硅前沿相控調(diào)光電路原理圖如圖2所示。在圖2中，可調(diào)電阻VR4和電容C23構(gòu)成移相電路。當(dāng)C23兩端的電壓達到或超過DIAC(DB3)的擊穿電壓時，C23電荷通過DB3部分注入雙向可控硅T2，雙向可控硅T2被觸發(fā)導(dǎo)通。

　　雙向可控硅T2的最低門觸發(fā)電流(IGT)使雙向晶閘管導(dǎo)通。它還要求有一個最低的維持電流來維持雙向可控硅的導(dǎo)通，當(dāng)電流低于維持電流時，雙向可控硅T2被關(guān)閉。

　　可控硅前沿相控調(diào)光調(diào)光波形圖如圖3所示，前沿相控調(diào)光常用于白熾燈和鹵鎢燈調(diào)光的應(yīng)用場合，由于在低調(diào)光亮度時通過可控硅的電流減小，如調(diào)光亮度很低，通過可控硅的電流低于可控硅的維持導(dǎo)通電流時就不能再調(diào)光，否則可控硅關(guān)斷，這對低調(diào)光亮度LED調(diào)光可能是個問題。

　　4 評價可控硅相控LED可調(diào)光系統(tǒng)時需注意的有關(guān)問題

　　常見評價可控硅相控LED可調(diào)光系統(tǒng)時需注意的有關(guān)問題如下。

　　4.1 100%光輸出

　　當(dāng)調(diào)光器調(diào)至100%位置時和不可調(diào)光輸出時光輸出衰減了多少？

　　4.2 最大調(diào)光級

　　可調(diào)光LED照明系統(tǒng)的最大調(diào)光級是多少？

　　4.3 調(diào)光器的物理調(diào)節(jié)范圍和光輸出特性

　　(1)調(diào)光器的物理調(diào)節(jié)范圍是多少？相應(yīng)LED的調(diào)光范圍是多少？

　　(2)在關(guān)斷調(diào)光器前，在低光輸出調(diào)節(jié)區(qū)間的調(diào)光光輸出不變的物理調(diào)節(jié)范圍是多少？

　　(3)調(diào)光器的物理調(diào)節(jié)位置、光輸出和加到LED燈負載上的電壓有效值(相位角、導(dǎo)通時間、占空比等)是否有關(guān)系？

　　4.4 調(diào)光器可調(diào)光的LED數(shù)量范圍/最低負載

　　(1)調(diào)光器可正常調(diào)光的LED負載數(shù)量范圍是多少？

　　(2)白熾燈可控硅調(diào)光器可帶的最小負載和可控硅的維持電流有關(guān)，在最低LED調(diào)光亮度時LED的最小工作電流能否滿足可控硅的維持電流要求？

　　4.5 浪涌電流

　　對白熾燈可控硅調(diào)光而言，它的浪涌輸入電流和白熾燈燈絲的冷電阻有關(guān)，對LED調(diào)光負載時這個浪涌輸入電流值要比白熾燈可控硅調(diào)光要小，以確?？煽毓枵{(diào)光電路可靠工作。

　　4.6 重復(fù)峰值電壓

　　可控硅的耐壓值有限，使用時應(yīng)確保LED應(yīng)用時的重復(fù)峰值電壓低于白熾燈可控硅調(diào)光器的重復(fù)峰值電壓，以確保可控硅調(diào)光電路可靠工作。

　　4.7 最小調(diào)光范圍

　　在可控硅調(diào)光器的最低調(diào)光位置LED是否還導(dǎo)通。

　　4.8 LED不發(fā)光的調(diào)光位置

　　在實用中，在可控硅調(diào)光器由最大到最小或由最小到最大調(diào)光時有可能在調(diào)光器的中間某個位置LED不工作，這個LED可控硅調(diào)光器是否有這種現(xiàn)象？

　　4.9 導(dǎo)通延遲時間

　　(1)LED可控硅調(diào)光器的最大導(dǎo)通延遲時間是多少？

　　(2)LED可控硅調(diào)光器的導(dǎo)通延遲在調(diào)光器的什么位置出現(xiàn)？

　　(3)導(dǎo)通延遲和調(diào)光級是否有關(guān)？

　　(4)當(dāng)不同的LED產(chǎn)品接至LED可