浅析可调光强度的LED驱动电源设计

【摘 要】本文综合分析了目前LED照明灯具的几种调光方式；对比几种调光技术的发展和应用情况；并提供了目前LED驱动电源可调光强度的设计方法及相应解决方案。

【关键词】LED照明；驱动电源技术；可调光强度；节能

1 引言

LED照明以其发光效率高，使用寿命长，亮度控制简单和环保的优势，迅速受到广大用户的欢迎。作为新型的节能光源，LED灯具会逐步地取代传统的白炽灯泡。LED照明的不断普及对调光和控制技术提出了越来越高的要求。当前用户主要关心的是，LED灯具必须要使用安全、重量轻、寿命长、不影响用户健康，并可适用于现有的调光设备以及可以承受的价格。并且LED照明灯具调节亮度功能的调光器目前在LED照明上显得十分的重要，也是目前LED灯具和显示屏等必须注重的环节。如今LED照明灯具已经成为21世纪新型的主流技术，标志之一就是大量LED照明灯具标准和规范的陆续出台。目前照明既要用针对白炽灯的调光器来实现调光控制功能，又要实现高功率因数性能，因此对目前的LED驱动电源设计提出了更高的要求，是否兼容白炽灯的调光系统，是否满足新的数字化调光系统的需求等，这些都是以后我们在LED驱动电源设计是必须解决的问题。

2 LED调光技术分析

随着照明灯具的飞速发展，用户对照明灯具智能化程度的要求越来越高，希望通过智能化调光能进一步实现节能减排，而LED的可控性特点非常好的顺应了市场的需求，可以做多种调光方式满足不同用户的各种需求，以下我们简单分析目前大量应用的几种LED调光技术。

2.1 （TRIAC）可控硅调光技术

普通的白炽灯和卤素灯通常采用可控硅来调光。因为白炽灯和卤素灯是一个纯阻器件，它不要求输入电压一定是正弦波，因为它的电流波形永远和电压波形一样，所以不管电压波形如何偏离正弦波，只要改变输入电压的有效值，就可以调光。采用可控硅就是对交流电的正弦波加以切割而达到改变其有效值的目的。负载是和可控硅开关串联的。可控硅调光电路的原理图和波形图如图1所示：

改变可变电阻的分压比就可以改变其导通角，从而实现改变其有效值的目的。通常这个电位器带一个开关，接在n的输入端，用于开关灯。

LED灯要想实现可调光，其电源必须能够分析可控硅控制器的可变相位角输出，以便对流向LED的恒流进行单向调整。在维持调光器正常工作的同时做到这一点非常困难，往往会导致性能不佳。问题可以表现为启动速度慢，闪烁、光照不均匀，或在调整光亮度时出现闪烁。此外，还存在元件间不一致以及LED灯发出不需要的音频噪声等问题。这些负面情况通常是由误触发或过早关断可控硅以及LED电流控制不当等因素共同造成的。误触发的根本原因是在可控硅导通时出现了电流振荡。可控硅导通时，AC市电电压几乎同时施加到LED灯电源的LC输入滤波器，施加到电感的电压阶跃会导致振荡。如果调光器电流在振荡期间低于可控硅电流，可控硅将停止导电。可控硅触发电路充电，然后重新导通调光器。这种不规则的多次可控硅重启动，可使LED灯产生不需要的音频噪声和闪烁。设计更为简单的 EMI滤波器有助于降低此类不必要的振荡。要想实现成功调光，输入EMI滤波器电感和电容还必须尽可能地小。

2.2 脉冲宽度调制（PWM）调光技术

脉冲宽度调制（PWM）调光是经过调节使驱动电流呈方波状，其脉冲宽度可变，经过对脉冲宽度的调制转变为调制LED灯连续点亮的时间，也同时转变了输入功率，从而到达节能、调光的目标。频率跟平常一样大概在200Hz～10KHz；因为人的眼睛视觉的滞后性，不会感觉得到光源在调光过程中产生的闪耀现象

脉冲宽度调制（PWM）调光的优点：

不会产生任何色谱偏移；