LED亮度的模拟调光和PWM调光研究.doc

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1、LED亮度的模拟调光和PWM调光研究随着LED应用市场的持续快速发展，在LED终端产品中关于LED亮度的调节也就显得十分的必要。也是冃前如LED灯具和显示屏等必须注重的环节。对比度…般都被定义为系统可产生出的最亮色彩（片色）与最暗色彩（黑色）的发光度比率。对于LED亮度的调节，目前主要分为模拟调光和PW调光，下面就将对两种调光方式进行介绍：模拟调光:由于LED亮度在一定范围内欲电流成正比关系，LED的模拟调光是对LED电流的每个周期进行调整。更简单地说，它是不断调整LED的电流大小。模拟调光可以通过调整电流检测电阻RSXS,或用模拟电压驱动IC的某个调光功能引脚来完成。1、通过调整RSNS进

2、行模拟调光当使用固定CS参考电压时，RSNS值的变化将对应LED电流的变化。如果可以找到能够处理高LED电流，同时还可以提供sub-1欧姆值的电位器，这将是LED调光的一个可行的方法。2、通过用直流电压驱动CS引脚实现模拟调光更复杂的技术是通过用电压驱动CS引脚直接控制LED每个周期的电流。通常将电压源插入釆样LED电流的反馈回路，并通过放大器进行PWM调光:、在PWM调光中，LED止向电流以减少的占空比在°%至100%间转换，气进行壳萝控制。然而，PWM调光信号的频率必须大于100Hz,以免出现闪烁或抖动。为尽量降低可听到噪声和辐射，高端照明系统的调光频率范围一般要求几万赫兹。可是，更高的

3、调光频率将大幅缩小驱动的调光范围,反而降低系统的最大亮度。下面将探讨调光范围在PWM调光中，LED正向电流以受控的占空比(DDim)进行开/关(ON/OFF),以达到想要的亮度级别。DDim的动态范围定义了PWM调光配置所能实现的最大亮度级别。如上所述，LED亮度与LED正向电流成比例，因此，在使用PWM调光配置时所得到的最高和最低LED电流平均值分别由式1和式2表示ILED_Max=DDim_MaxxlLED(1)ILED_Min=DDim_MinxlLED(2)其中,TLED为LED电流,TIEDMax为LED电流的平均最高值,ILEDMin为LED电流的平均最低值，DDimJlax为最

4、大调光占空比，DDimJlin为最小调光占空比。因此，最高和最低LED明亮的比率，又被看作PW调光范围，用式3表示。调光范围二DDimJfex/DDim_Min(3)式3表示PWM调光范围与最大、最小调光占空比之间的关系。对于给定的调光频率FDiiii,DDimJIax表示最大占空比，即LED电流在下一个调光周期开始前，从所需的正向电流降低至零的时间；DDim_Min表示最小占空比，即LED电流由零升至所需的正向电流(IF)的时间。DDimMax和DDimMin表示如下:DDimJiax=(T-tSD)/T(4)DDimJIin=(tD+tSU)/T(5)其中,T为调光周期(T=l/FDim

5、),tD为从DIM脉冲上升沿到电源FET第一个脉冲之间的延迟，tSU为LED电流从零升至所需电流的上升时间，tSI)为从DIM脉冲的下降沿到LED电流等于零之间的下降时间。式4和式5表达了DDim_Max>DDim_Min与LED驱动器的传动(power-train)特性和PW调光方案之间的关系。PW调光由于其响应速度快，并且能够更加精确地调光。在实际使用中应用得最为广泛。PWM调光知识介绍在手机及其他消费类电子产品中，白光LED越来越多地被使用作为显示屏的背光源。近来，许多产品设计者希望白光LED的光亮度在不同的应用场合能够作相应的变化。这就意味着，白光LED的驱动器应能够支持LED光亮度

6、的调节功能。目前调光技术主要有三种：PWM调光、模拟调光、以及数字调光。市场上很多驱动器都能够支持其中的一种或多种调光技术。本文将介绍这三种调光技术的各自特点，产品设计者可以根据具体的要求选择相应的技术。PWMDimming(脉宽调制)调光方式一一这是一种利用简单的数字脉冲，反复开关白光LED驱动器的调光技术。应用者的系统只需•要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节白光LED的亮度。PWM调光的优点在于能够捉供高质量的H光，以及应用简单，效率高！例如在手机的系统中，利用一个专用PWM接口可以简单的产生任意占空比的脉冲信号，该信号通过一个电阻，连接到驱动器的EN接口

7、。多数厂商的驱动器都支持PWM调光。但是，PWM调光有其劣势。主要反映在：PWM调光很容易使得白光LED的驱动电路产生人耳听得见的噪声(audiblenoise,或者microphonicnoise)。这个噪声是如何产生?通常白光LED驱动器都属于开关电源器件(buck、boost、chargepump等),其开关频率都在1MHz左右，因此在驱动器的典型应用中是不会产生人耳听得见的噪声。但是当驱动器进行PWM