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调光电路:MOS管调光电路

常用的几种调光电路有: 模拟调光(调节电压或电流)、PWM调光、可控硅调光等。

(1)调幅式调光(调节电压)

调幅式调光是最常用而且简单的调光方式,目的是通过调节LED灯的供电电压,通过改变LED的电压,从而改变流过LED灯的电流。

这种方式的优点是电路原理简单,缺点是LED灯的亮度不均匀,因为LED等都是一系列LED串联一起的,如果LED的内阻不一样,就会导致每个LED灯的分压不一样,因此, LED灯的亮度不均匀。由于电压不稳定导致LED灯的可靠性不高,较容易损坏。

(2)恒流源调光

恒流源调光也是比较常见的调光方式,恒流源调光电路结构比调幅调光电路要复杂得多,但其优势就是流过LED灯的电流一样, LED灯的亮度均匀,而且可靠性更高。

(3)调相式调光

调相式调光可分为前沿切相调光和后沿切相调光。

前沿切相调光

前沿调光就是采用可控硅电路,又称为可控硅调光器。从交流相位0开始,输入电压斩波,直到可控硅导通时,才有电压输入。

其原理是通过调节交流电的每个半波的导通角来改变正弦波形,从而实现改变交流电流的有效值,从而达到调光的目的。前沿调光器的有点有: 调节精度高、效率高、重量轻、体积小、容易远距离操纵等,在市场上的应用也十分流行。

后沿切相控制调光

后沿切相控制调光,使用场效应晶体管( FET )或绝缘栅双极型晶体管( IGBT )器件设计出来的。后沿切相调光器一般采用MOS管做为开关器件,所以也称为MOS管调光器。

MOS管是全控开关,可以实现开与关,所以不存在可控硅调光器不能完全关断的现象。另MOS管调光电路比可控硅调光电路更适台应用于容性负载调光，但因为成本偏高和调光电路相对复杂、不容易做稳定等特点,导致MOS管调光电路并没有发展起来，因此，目前可控硅调光器占据了绝大部分的调光系统市场。

与前沿切相调光电路相比,后沿切相调光电路应用在LED照明设备上,因为没有最低负荷要求,可以在单个照明设备或非常小的负荷上实现更好的性能,但是,由于MOS管很少应用于调光系统，一般只做成旋钮式的单灯调光开关,这种小功率的后切相调光器不适用于工程领域。

而诸多照明厂家应用这种调光器对自己的调光驱动和灯具做调光测试。然后将自己的调光产品推向工程市场,导致工程中经常出现用可控硅调光系统调制后切相调光驱动的情况。这种调光方式的不匹配导致调光闪烁,严重的会迅速损坏电源或调光器。

(4) PWM调光

其实LED是一个发光二二极管,可以实现快速开关。LED的开关速度极高，是任何发光器件所无法比拟的。所以,只要把电源改成脉冲恒流源,用改变脉冲宽度的方法,就可以改变其亮度。这种方法称为PWM调光法。

PWM调光方法是调节LED灯中流过电流的占空比来实现LED灯量度调节。一般情况下PWM信号波频率不低于120Hz。

PWM调光方法的电路主要由整流滤波电路、输出整流滤波电路、PWM稳压控制电路、开关转换电路四部分构成。稳定性和可靠性是很不错的,优于前两者。如下所示的集成PWM调光方式的驱动芯片电路图。

可以说PWM调光方法是目前较流行的一种方式,也是应用较广泛的。PWM信号产生可以由NE555等模拟器件产生,也可以由由微控制器( MCU )产生,甚至有些LED灯驱动芯片将PWM调光和模拟调光集成一起。

 如图,假如脉冲的周期为tpwm ,脉冲宽度为ton ,那么其工作比D( 或称为孔度比)就是ton/tpwm.改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度。

PWM调光的优点是光源的光色不随电流大小变化,不会产生色谱偏移;调光精度高,不会引|起LED灯闪烁,可靠性高。但是注意事项有:选择合适的脉冲频率,因为LED一直处于快速开关状态,如果I作频率过低,人眼会感觉到闪烁。

因为人眼的视觉有残留现象,当闪烁频率高于一定数值时,人眼无法感觉到它在闪烁。因此, PWM调光的工作频率应当高于100Hz ,最好为200HZ。还有就是要消除调光弓起的噪声。因为20kHz以内的频率都是人耳能听觉的范围。所以要找出噪声根源,消除噪声。

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