LED照明灯调光电路的特点分析
发表时间：2018-11-05T17:35:17.273Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：郑金山张寅
[导读] 在使用 LED 照明灯时，需要根据环境的亮度，对 LED 的亮度进行相应的调整
安徽艳阳电气集团有限公司安徽省天长市 239300
摘要：在使用 LED 照明灯时，需要根据环境的亮度，对 LED 的亮度进行相应的调整。
因此，需要 LED 照明灯的驱动电源具有调节亮度的功能。
现阶段，LED照明灯的调光方式主要包括模拟调光、数字调光等，这些调光方式具有各自的特点以及优势，通过加强对不同调光方式的研究，能有效实现 LED 照明灯调光方式的不断发展，进而促进 LED 照明灯驱动电源具有较好的调光能力，保证 LED 照明灯在不同环境下的良好使用。
关键词：LED照明灯；调光电路；特点
1.TRIAC调光的主要特点分析
（1） TRIAC调光的主要特点
LED 照明灯的调节亮度作用主要是通过TRIAC 调光来实现的，在利用该技术调节亮度时需要具备以下两个条件：一是确保调光的效果不变；二是保证原调光器在 TRIAC 的作用下不发生改变。
TRIAC 调光技术具有的优点包括调节速度快、成本低、实时调整以及调光精度高等特点。
但是由于 TRIAC 调光作业是在斩波方式下实现的，将无法输出正弦波电压，因此，将导致在调节亮度时，出现大量的谐波，不利于促使 TRIAC 调光实现良好的调节效果。
LED调光的关键技术是要解决LED驱动器与TRIAC调光器的兼容问题。
这是因为原有的TRIAC调光器接的是白炽灯或卤化物灯这类电阻性负载。
但LED灯并不属于电阻性负载，如果直接用TRIAC调光器来调节LED灯的亮度，LED就容易出现闪烁问题。
其主要原因有以下3种:①在TRIAC开始导通给输人电容器充电过程中，可能产生衰减振荡，使TRIAC被误关断;②因LED灯串的电流小于TRIAC的维持电流，而导致TRIAC被误关断;③TRIAC在每个半周期的导通角不相同，也会造成LED灯出现闪烁。
（2）TRIAC调光的实现方案
TRIAC 调光已经广泛使用在 LED 驱动器中，利用该调光方式推出的 LED 驱动器适用于商业以及家庭照明等多种领域。
例如，
M3445 便是支持 TRIAC 调光的一种 LED 驱动器，属于恒流控制器，能实现改变开关频率以及固定关断时间的作用。
该驱动器具有较高的电源效率，能同时驱动多个 LED 照明灯。
该驱动器的工作原理是利用其内部的检测器以及译码器，在对 TRIAC 斩波信息进行检测并译码后获得调光信号，再利用调光信号来对 LED照明灯亮度进行对应的调节。
应用 TRIAC 调光方式能有效保证在较宽的调光范围内实现对LED 照明灯进行无闪烁调光，并且在结合相应的填谷电路后，能显著提高 LED 驱动器的功率因素，实现对多个 LED 照明灯的调节。
2.模拟调光的主要特点分析
（1）模拟调光的主要特点
模拟调光是在利用直流电压信号的基础上，使 LED 驱动电源的输出电流能够连续的变化，进而实现对 LED 照明灯亮度的调节。
该调光方式的特点为调光信号是模拟量，并且驱动器输出电流是连续变化的，从而促使LED 亮度调节具有连续性的特点。
模拟调光的主要优点在于电路简单、操作方便，并且不存在闪烁现象，可通过调节电路中的电阻值来实现 LED 内电流的改变，进而实现 LED照明灯亮度的调节。
该调节方式的主要缺点:一是当电流发生变化时会造成LED的色偏，因为LED的色谱与电流有关，所以会影响白光LED的发光质量；二是模拟调光的范围较窄，低于PWM的调光比，仅适用于某些特定的场合；三是由于模拟调光时LED驱动器始终处于工作状态，而LED驱动器的转换效率随输出电流的减小而迅速降低，因此采用模拟调光会增加电源系统的功率损耗。
（2）模拟调光的实现方案
模拟调光主要包括镜像电流源、基准电压源、内部稳压器以及超快恢复二极管等。
其中镜像电流源是由运算放大器、效应管以及电阻等组成，在电流通过镜像电流源时，其电流值可与LED照明灯穿的平均电流成一定比例。
基准电压源主要是用于接收模拟调光信号，并且调光信号在低通滤波器的作用下能避免出现高频干扰现象。
模拟调光电路中的恒流控制电路还有比较器、滞后电路以及效应管等部分组成的，能保证电路中电流的连续稳定输送，有利于实现 LED 亮度调节顺利完成。
其中用来维持电路中电流稳定的设备有电感器与 LED灯串等。
在分析模拟调光电路运行过程可以发现，当调光信号的输入电压大于电阻器的电压时，将导致流过 LED 电路的电流按照线性比例增加，并且在 LED 经过镜像电流源时，将促使镜像电流源的电流有所增加，从而使电阻器的电压相应增大。
如果调光信号的输入电压小于电阻器电压时，将造成相反的效果，将促使比较器的输出电压保持在低电平程度。
在LED 电路电流下线性减少的同时，电阻器的电压将相应减小。
通过以上分析可以发现，在改变调光信号的输出电压时，将促使 LED电路的电流发生相应变化，进而实现调节 LED照明灯亮度的目的。
3. PWM调光的主要特点分析
（1） PWM调光的主要特点
PWM 调光是在脉宽调制信号的作用下，反复调节 LED 驱动器的开关状态，来实现对LED 平均电流的控制。
与模拟调光方式相比较，PWM 调光具有以下优点：一是，颜色的一致性较好，亮度级别高，并且能有效避免出现色偏的现象；二是，具有较大的调光范围以及更好的线性度，不会出现闪烁现象；三是，LED驱动器具有较高的转换效率，调光比较高。
该调光方式具有以下主要缺点：一是需要配置调光调光源，并且成本与模拟调光相比较高；二是，如果 PWM 信号频率处于某一范围内，将导致 LED 驱动器内的输出电容器在调光过程中产生噪音。
（2）PWM调光的实现方案
现以某公司制造恒流源为例，展开对 PWM 调节实现方案的研究，该恒流源的最高输入电压可达 30V，并且由于恒流源可编程的特点，输出电流可以在外部电阻的作用下进行编程，能作为 3W 的 LED 照明灯的驱动器。
在由该恒流源组成的 PWM 调光电路中，调光信号将经过恒流源的一个接入口来发挥作用，由于只有在与恒流源与发光二极管相互接触时，才能促使 LED 照明灯正常运行并发光，所以二极
管的亮灭都受到调光信号控制，进而调节 LED 照明灯的亮度，实现调光的目的。
4.总结
综上所述，LED 照明灯已经普遍使用在人们的生活以及办公中，并且随着环境亮度的变化，对 LED 照明灯亮度的需求不同。
LED照明灯的调光电路是现阶段技术人员的研究重点，对 LED 照明灯的良好发展有重要影响。
通过研究 TRIAC调光、PWM 调光以及模拟调光的特点以及实现方案能有效实现调光技术的不断发展，从而促使驱动电源满足 LED 照明灯的使用需求，进而充分发挥 LED 照明灯在人们生活中的良好作用。
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