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解读LED照明灯具调光方案和市场成长潜力

发布时期:2012-9-3    查看次数:

随着LED应用市场的持续快速发展,应用范围的持续扩大也导致了对产品要求的不断提高,在LED终端产品中关于LED亮度的调节这项功能也就显得十分的必要。也是目前如LED灯具和显示屏等必须注重的环节。

  如今,LED照明已确然成为一项主流技术。该项技术正日臻成熟,标志之一就是大量LED照明标准和规范的陆续出台。严格的效率要求已存在相当一段时间了,今后仍将不断提高。但近段时间,LED照明设计师的工作却更为棘手了,因为要同时满足以下两项要求: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,对于LED亮度的调节,目前主要分为模拟调光和PWM调光,下面就将对LED调光的相关情况进行介绍。

  调光是照明系统非常常见的功能。对于白炽灯来说,它可以以低成本轻易实现。LED灯的调光却存在一定难度,但对于建筑师和住宅用户来说,在转换到LED照明时可不愿失去调光控制应有的优势。这就涉及到LED照明类的许多相关知识。

  功率因数是非常重要的因素,因为高功率因数可降低配电网络的损耗。降低电力使用对环境所造成影响的最有效方式是减少浪费,因此世界各地的监管机构都在进一步严格他们的功率因数规范。其中一个例子就是能源之星固态照明能效规范(09/12/07),它规定住宅照明产品的功率因数(PF)应大于0.7,商用照明产品的功率因数(PF)应大于0.9。

  LED灯具的调光方法最主要、常见的有三种,这三种调光技能都是根据LED驱动电流输入的变化来进行调光的。按照不同的电路系统也能够分为模仿调光和PWM调光。

  第一种:这种调光方法为通过调制LED驱动电流来完成LED灯的调光,由于LED芯片的亮度与LED驱动电流成一定的比例干系,所以我们调节LED驱动电流就可以控制LED灯的明暗。

  第二种:这种调光方法被称为模仿调光方法或线性调光方法。该种调光方法的好处是:当驱动电流线性增长或减小时,减小了驱动电流过冲过程中对LED芯片寿命的影响,而且调光电路的抗滋扰性较强。其缺陷则是驱动电流的大小变化过程肯定对LED芯片的色温有一定的影响。

  第三种:这种调光方法称之为脉冲宽度调制(PWM)。该种方法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。此种调光方法的好处是能改善LED的散热性能,缺陷是驱动电流的过冲对LED芯片的寿命肯定有一定的影响。

  总的来说,模拟调光通常可以很简单的来实现。但是由于LED光的特性要随着平均驱动电流而偏移。对于单色LED来说,其主波长会改变。对白光LED来说,其相关颜色温度(CCT)会改变。用PWM调光则保证了LED发出设计者需要的颜色。PWM调光也可以提高输出电流精度。用线性调节的模拟调光会降低输出电流的精度。通常来说,相对于模拟调光,PWM调光可以精度大于线性控制光输出。

  从节能来说,没有可比性。因为PWM是保证CCT和颜色情况下测定电流(光强),模拟调光则是不存在这个前提。如果要牺牲这个前提来考虑节能的话,需要实测数据。但估计在实现同等照度的情况下,PWM会有优势。

  从调光响应时间来说,PWM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。

  如果LED照明控制器以线路调光或次级侧调光的方式进行工作。最简单的线路调光方式是前沿可控硅控制器。这是目前最常用的照明控制方式,但不幸的事,使用可控硅控制器对LED灯进行调光时会产生大量问题。更先进的线路调光器是电子前沿或后沿调光器。次级侧电子控制调光器则用于专业照明系统。

  可控硅控制器在白炽灯中的表现无可挑剔,但在LED灯中会产生各种负面效应,其中包括闪烁、发光不均匀、音频噪声以及闪动。要想弄清原因,首先必须了解可控硅调光器的工作原理。

  从上面介绍的应用情况可以看出,如果所采用的控制器既能执行功率因数校正,又能执行恒流驱动和相位角检测,那么设计出的隔离式及非隔离式LED驱动器就能与所有类型的调光控制器实现稳定工作。此外,还能使电路满足所有国际标准的效率、功率因数、谐波和EMI要求。过去,白炽灯泡必须针对特定的电源电压进行制造。现在,却不必再受此限制,制造出的可调光LED灯可以不经任何改装而通用于世界各地。

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