LED的调光原理分析与设计实例

作为一种光源，调光是很重要的。不仅是为了在家居中得到一个更舒适的环境，在今天来说，减少不必要的电光线，以进一步实现节能减排的目的是更加重要的一件事。而且对于LED 光源来说，调光也是比其他荧光灯、节能灯、高压钠灯等更容易实现，所以更应该在各种类型的LED 灯具中加上调光的功能。

第一部分 采用直流电源LED 的调光技术

一．用调正向电流的方法来调亮度

要改变LED 的亮度，是很容易实现的。首先想到的是改变它的驱动电流，因为LED 的亮度是几乎和它的驱动电流直接成正比关系。图1 中显示了Cree 公司的XLampXP-G 的输出相对光强和正向电流的关系。


图1. XLampXP-G 的输出相对光强和正向电流的关系

由图中可知，假如以350mA 时的光输出作为100%，那么200mA 时的光输出就大约是60%，100mA 时大约是25%。所以调电流可以很容易实现亮度的调节。

1.1 调节正向电流的方法

调节LED 的电流最简单的方法就是改变和LED 负载串联的电流检测电阻（图2a），几乎所有DC-DC 恒流芯片都有一个检测电流的接口，是检测到的电压和芯片内部的参考电压比较，来控制电流的恒定。但是这个检测电阻的值通常很小，只有零点几欧，如果要在墙上装一个零点几欧的电位器来调节电流是不大可能的，因为引线电阻也会有零点几欧了。所以有些芯片提供一个控制电压接口，改变输入的控制电压就可以改变其输出恒流值。例如凌特公司的LT3478（图2b）只要改变R1 和R2 的比值，也可以改变其输出的恒流值。



图2. 输出恒流值的调节

1.2 调正向电流会使色谱偏移

然而用调正向电流的方法来调亮度会产生一个问题，那就是在调亮度的同时也会改变它的光谱和色温。因为目前白光LED 都是用兰光LED 激发黄色荧光粉而产生，当正向电流减小时，蓝光LED 亮度增加而黄色荧光粉的厚度并没有按比例减薄，从而使其光谱的主波长增长，具体实例如图3 所示。


图3. 主波长和正向电流的关系