刘祖隆;郭震宁;胡志伟;林建南
【摘 要】According to the light emitting diode (LED)'s performances respectively in the simulation dimmer way and pulse width modulation (PWM) dimmer way, this paper studies the changes of the LED's photochromic parameters, a-nalysis the change tendency of the color temperature and luminous flux in the same white LED with above two different dimmer ways" and the change tendency of the color temperature and luminous flux for two different color temperature LED mixed in the same dimmer way. The result shows that for the simulation dimmer way, both the color temperature' s change and its efficiency is smaller at the same color temperature white LED in PWM dimmer way; and after two different color temperature LED mixed, the color temperature's change range is bigger, which meets the LED's different color temperature s demand for the people.%通过发光二极管(LED)在模拟调光和脉冲宽度调制(PWM)调光两种不同调光方式实验中,研究其光参数的变化情况.分析同一温白光LED在不同调光方式的温和光通量的变化趋势,并分别分析同一 种调光方式下,两种不同温LED混和之后的温和光通量的变化趋势.结果表明:同一温白光LED在PWM调光方式下,温的变化较小,但其光效较模拟调光小；两种不同温LED混之后的温可在较大范围内变化,可满足人们对LED不同光的选择.
【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(034)001
【总页数】4页(P14-17)
【关键词】发光二极管;脉冲宽度调制;调光;温;亮度
【作 者】刘祖隆;郭震宁;胡志伟;林建南
【作者单位】华侨大学信息科学与工程学院,福建厦门361021;华侨大学信息科学与工程学院,福建厦门361021;华侨大学信息科学与工程学院,福建厦门361021;华侨大学信息科学与工程学院,福建厦门361021
【正文语种】汕头马会中 文
【中图分类】TN312.8
随着经济的高速发展，照明用电占社会总电能消耗的比重越来越大.提高照明效率、节约能源已经成为缓解用电紧张状况的重要手段.发光二极管（LED）素有“绿能源”之称，产品不含汞、铅等对环境和人体有害的物质，在同样亮度下，耗电仅为普通白炽灯的1／10，寿命可延长50倍.然而，在LED逐步进入照明领域的同时，人们对LED灯光质量的要求也越来越高，如需要高的显指数、照度和温.LED的响应时间为纳秒级，而白炽灯的响应时间为毫秒级，因此LED的响应速度更快，容易实现调光.目前，人们对灯具的要求不仅仅局限在能照明上，而且要求是智能化照明，能在不同环境下提供不同质量的灯光 .基于此，本文在脉冲宽度调制（PWM）和模拟调光的技术上，研究两种不同温的白光LED混对温和光通量的影响.
1 LED调光方式山西卫生厅
目前，LED驱动主要采用恒流驱动，主要通过Buck，Boost，Buck-Boost等3种开关电源的拓扑结构设计LED恒流驱动电源［1］.
1.1 模拟调光
模拟调光是通过改变光源的电流值来调节光源的亮度，即通过调节串接在LED灯上的采样电阻的阻值来实现的.但由于采样电阻的阻值本身比较小，一般是小于1Ω，而单纯调节一个小于1Ω的电阻不容易实现，需要通过一个反馈回路进行调节.模拟调光不会引入潜在的电磁兼容／电磁干扰（EMC／EMI）频率.其缺点在于LED电流的调节范围局限在某个最大值至该最大值的10%之间（10∶1的调光范围）.由于LED的光谱与电流有关，因此模拟调光会改变光源的显指数和温，这种方法并不适合于要求日益提高的室内照明. feidian03
1.2 PWM 调光
PWM调光是通过改变光源电流的通断时间来调节光源亮度.PWM调光方案是以某种快至足以掩盖视觉闪烁的速率在零电流和最大LED电流之间进行切换，占空比改变了有效平均电流，从而可实现调光.这种调光的缺点在于要额外地引入一个PWM发生装置，无形中提高了成本，而且高频的PWM会引入潜在的电磁兼容／电磁干扰（EMC／EMI）频率；而优点在于LED电流要么处于最大值，要么被关断，不管调光程度有多大，LED一直工作在恒定的电流.所以，该方法还具有能够避免在电流变化时发生LED偏的优点，而采用模拟调光时这种LED偏现象是很常见的.在DC／DC变换中，采用脉冲调光，可以使DC／DC变换
盐酸纳洛酮>民法杨立新器的效率保持在一个较高的效率，这是因为DC／DC变换器在满载或典型负载时效率最高，轻载时效率较低，如果选择线性调光，势必会降低效率［2-3］.
2 硬件结构设计
图1为系统的硬件结构；图2为系统电路图.控制器为AT89C51单片机；降压型芯片PT4115为LED驱动IC，其调光引脚提供PWM脉冲.光源由64颗温为6 500K和64颗温为3 000K的小功率白光LED交叉排列组成，使得光源分布比较均匀.
LED驱动有恒流驱动和恒压驱动两种方式，因为LED存在的一致性问题和负温度系数特性，经分析表明恒流驱动在LED电源方面具有更大的优势.PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，用于驱动一颗或多颗串联LED.PT4115输入电压范围从6V到30V，输出电流可调，最大可达1.2A，而且复用DIM引脚进行LED开关、模拟调光和PWM调光，符合实验需求，外围电路简单.因此，实验以PT4115为例，设计2个3.84W的恒流驱动电源，分别为2个不同温的白光LED阵列供电［4］.
图1 系统硬件结构图Fig.1 System hardware composition
图2 系统电路图Fig.2 System circuit
PWM控制电路由单片机AT89C51产生，外围4个按键控制两路PWM脉冲的占空比，分别为加10个占空比和减10个占空比，4个数码管分别显示当前PWM脉冲的占空比，这样测试方便直观，可以防止误操作.
3 结果与分析
3.1 温和电流的关系ssl协议
温（Tc）是表示光源光谱质量最通用的指标，是按绝对黑体来定义的 .即光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的温.低温光源的特征是能量分布中红辐射相对多些，通常称为“暖和”；而温提高后，能量分布集中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”［5］.
以64颗温在6 500K和64颗温为3 000K的白光LED，通过Tracepro仿真LED阵列的排布，使其出光相对均匀.实验在直径为1.5m的测灯具的LED积分球中完成 .高温和低温白光LED在模拟调光和PWM调光下温的变化曲线，如图3所示.从图3可知：不论是高
温还是低温的LED模拟调光温的变化范围都比PWM调光范围大.
由单片机的P2.1和P2.2引脚产生PWM脉冲，用电流表测得不同档位下的电流 .为比较两种不同的调光的光学参数，模拟调光同样也分10档，通过调节DIM引脚的电阻使得两种不同调光的电流相同.通过图3可以看出：与模拟调光相比较，PWM调光的温变化范围比较小，而且温与额定电流下的温的差值也较小.这主要是因为PWM调光LED的工作电流可近似为两种状态，分别为额定电流和零电流；而模拟调光LED的工作电流有10种.这意味着在PWM调光时，LED工作在额定电流下所产生的温相对稳定，而模拟调光的稳定性较差.
两种调光的相同之处在于随着电流的增大，LED温也逐渐增大.这是因为实验所用的白光LED是由蓝光芯片激发黄荧光粉产生的，当电流增大，芯片所激发的蓝光成分增多，由温的定义可知，蓝光辐射的比例增加LED温也就增大.
图3 相同电流下LED模拟调光和PWM调光温的变化Fig.3 Change of LED CT by the analog dimming and PWM dimming for the same current
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