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[讨论] 白光LED驱动光亮度调节方式

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纯净的硅(中级)

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发表于 2010-6-25 21:02 | 显示全部楼层 |阅读模式

白光LED驱动LED光亮度调节方式 LED, 光亮度, 驱动 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。
PWM Dimming (脉宽调制) 调光方式——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,如图1(a)所示。PWM 调光的优点在于能够提供高质量的白光,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。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(audible noise,或者microphonic noise)。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 、charge pump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调光的时候,如果PWM信号的频率正好落在200Hz到20kHz之间,白光LED驱动器周围的电感和输出电容就会产生人耳听得见的噪声。

我们都知道,一个低频的开关信号作用于普通的绕线电感(wire winding coil),会使得电感中的线圈之间互相产生机械振动,该机械振动的频率正好落在上述频率,电感发出的噪音就能够被人耳听见。电感产生了一部分噪声,另一部分来自输出电容。现在越来越多的手机设计者采用陶瓷电容作为驱动器的输出电容。陶瓷电容具有压电特性,这就意味着:当一个低频电压纹波信号作用于输出电容,电容就会发出吱吱的蜂鸣声。当PWM信号为低时,白光LED驱动器停止工作,输出电容通过白光LED和下端的电阻进行放电。因此在PWM调光时,输出电容不可避免的产生很大的纹波。总之,为了避免PWM调光时可听得见的噪声,白光LED驱动器应该能够提供超出人耳可听见范围的调光频率!

相对于PWM调光,如果能够改变RS的电阻值,同样能够改变流过白光LED的电流,从而变化LED的光亮度,如图1(b)所示。我们称这种技术为模拟调光。

模拟调光最大的优势是它避免了由于调光时所产生的噪声。在采用模拟调光的技术时,LED的正向导通压降会随着LED电流的减小而降低,使得白光LED的能耗也有所降低。 但是区别于PWM调光技术,在模拟调光时白光LED驱动器始终处于工作模式,并且驱动器的电能转换效率随着输出电流减小而急速下降。所以,采用模拟调光技术往往会增大整个系统的能耗。模拟调光技术还有个缺点在于发光质量。由于它直接改变白光LED的电流,使得白光LED的白光质量也发生了变化!

除了PWM调光,模拟调光,目前有些产商的驱动器支持数字调光。具备数字调光技术的白光LED驱动器会有相应的数字接口。该数字接口可以是SMB、I2C、或者是单线式数字接口。系统设计者只要根据具体的通信协议,给驱动器一串数字信号,就可以使得白光LED的光亮发生变化!表1列出了各个解决方案的特点。

此帖出自LED专区论坛
技术在于积累。。。


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