LED照明灯调光电路的特点分析

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