模拟、PWM和TRIAC 调光方案

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。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。所以设计时要避免使用20kHz以下低频段。

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。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。

LED 调光处理完成方案及规范一直在不断变化，直到此刻还未固定下来，所以资刻市
场上存在 PWM、模拟及可控硅（TRAIC）三种调光方案。PWM 和模拟方法是此中较简单
的，但需要构建调光根蒂根基架构和新的调光节制器。

模拟调光方案的缺点是，LED 电流的调治规模局限在某个最大值至该最大值的约 10%
之间（10:1 调光规模）。由于 LED 的色谱与电流涉及，是以这种方法其实不合适于某些应
用。

PWM调光方案则是以某种快至足以袒护视物感觉闪耀的速率（凡是高于100MHz）在
零电流和最大 LED 电流之间举行切换。该占空比转变了有用均等电流，从而可实现高达
3000:1的调光规模（仅受限于最小占空比）。由于LED 电流要不处于最大值，要不被关断，
所以该方法还具备可以或许制止在电流变化时发生 LED 色偏的长处，而在采用模拟调光时
这种LED 色偏现象是很常见的。

SangCheolHer 则看好 TRIAC 调光方案的市场前景，他表示：”可控硅（TRIAC，2 线
调光）将成为很是流行的处理完成方案，因为这种技术可以纯粹使用传统的系统而不需任何
转变。并且，它还可以或许扩大为3 线调光，以制止出现与低功率因子值相干的缺陷。”

TRIAC 调光今日是业内很是热的1个话题，最初，TRIAC 调光器是为白炽灯而设计的，
但大多数用户希望不异的 TRIAC 调光器也能对替代的 LED 灯举行调光。梁后权表示：
“DiodesZetex今朝可为客户供给全数的调光处理完成方案（包括PWM、模拟和TRIAC）。
例如，ZXLD1362LED 驱动器用 1 个 ADJ 引脚来实现模拟和 PWM 调光，这就为客户带来
了很大的设计灵活性。”

不过，郑宗前以为，市场上 TRIAC 调光器的应用方案应该只是过渡性的，长远来讲，
应该会用PWM调光。他说：”首要的三点决定性因素为：1）用PWM调光从零到最光，都
不会有闪耀的现象。2）性能会更好。因为调光输出功率采用了功率因子校阳电路，这是配
合全球对灯光采用功率因子有强力压制性的要求，虽然一般从25W 起头有这要求，但美国
要求灯光从零瓦起已需强力压制性功率因子校阳电路。如采用 TRAIC 调光将捐躯功率因子
和增长了电路的复杂性。是以，采用PWM调光可以供给最佳性能的选择，也是未来的趋势。
3）成本会更好。用PWM调整占空比，不需要太多分外的节制电路成本。”

AlexanderSommer也看好PWM调光方案前景，他说：”与模拟调光方法比拟，LED的
PWM 调光方法有以下长处：1）效率更高；2）不管调光程度有多大，许可 LED 一直在优
化的和永恒固定的电流下工组；3）在全般调光规模内LED 色彩色调保持一致（色彩色调像
流明输出同样随LED工作电流而变化）。”

徐瑞包也坦率地说：”小我私家感觉，调制方式的选择不该该决定于LED的功率。而应
决定于终端产物的应用要求。比如，显示背光或LED 装饰灯可能会选用PWM的调光方式，
色彩一致性好，亮度级别高。可是对一般的家用照明或贸易照明，模拟调光或 TRIAC 也能
够选择，不过会孕育发增添光彩偏，并且调光的级别会很低。”