LED调光实验报告

1、LED调光实验报告高亮度发光二极管在各种领域应用普及，并要求LED具备有调光功 能。在现在的几种调光技术中， 从简单的可变电阻负载到复杂的脉冲 宽度调制开关，每一种方法均有其利弊。PWMB光的效率最高，电流控制也最精准。以LED驱动器LM3405为例，论述LED在调光时的特 性，例如亮度与正向电流的关系、 波长的变化和控制器的工作周期限 制等。1、LED驱动器工作原理由于LED的功率低于1W，所以可用任何类型的电压源和串串联电阻建构一个电流源。对 于少数光线输出端电流的改变而造成亮度和颜色的变化， 人的肉眼是 不容易察觉出来。不过，一旦将多个 LED串联，该稳压器便必需担当 电流源的角色。这是

2、因为LED的正向电压VF会随正向电流IF变化， 图1是LED波长随着正向电流IF变化图，而该变化对于每个LED都 不相同的，即使是同一批产品也有区别。在较大的电流下，光线的强 度变化通常约为 20%。而LED 制造商一般都会采用较大的 VF 可确保色温稳定的方法是稳定 前正向电流 IF。大部分设计人员只习惯为LED设计稳压器，但在设计电流调节器方 面显然有不同的要求。 电压输出必须要配合固定的输出电流。 虽然在 大多数应用中，LED 驱动器的输出电流可容许误差± 10%，而直流电流的输出纹波 更可高达 20%，一旦纹波超出 20%，人的肉眼便会察觉到亮度的变化， 假如输出纹波进一步增

3、加到 40%，肉眼就无法承受。2 、器件和设计实例 一般而言，电流调节器的设计都需使用比较大的电感以使电感电流IL的变化少于20% 这里可采用LM3405即使电感由于1.6MHz的高开关频率而变得较小，仍可发挥很好的效用。LM3405性能参数如下：控制方法：封装：电流模式TSOT-6最大输入电压：15V应用：工业照明1A122uF4.710uH驱动电流：输出电容：电感：3 、脉冲宽度调制调光技术PWM控制是降低LED光线输出的最佳方法。这种控制方法可在保持控制器 2高效工作的同时， 提供一个相对稳定的颜色输出。 在衡量调 光质量方面，对比度 CR是一个重要的指标，数值越大，表示光线输 出的控制

4、越精准。 现今，有些驱动电路制造商声称其产品的调光频率 可以高至开关频率的 50%，因而可获得良好的对比度。理论上，这是 有可能的，但这要求稳压器必须在不连续导电模式和连续导电模式之 间正常工作，而这种工作对于设计而言未必是最好的方法。然而，设 置PWM频率比开关频率高一级，其稳定性最好。实验数据显示，采用 LM3045调光频率为5kHz 时，稳定性最好。设置最低调光频率下限是基于 : 当开关频率低于 100Hz 时，肉眼便可看到抖动或闪烁。至于最高频率上限是调光脉冲 施加器件后，电路所需的启动时间。以 LM3405为例，器件首先会经 历一个通电重设，之后进入软启动。整个延迟直到LED电流被完

5、全建 立约为100卩s，而额外调光脉冲的上升时间和下降时间会跟随最低 调光脉冲到达。DDIM=/T计算对比度，假设 fDIM=1000Hz 、TDIM=1ms ，从LM3405数据资料中得知tSU=20 s,则对比度CR为：DDIM=/1ms=0.12 ，则对比度 CR=1/DDIM=8.3从上式可明显看出， 若要得到较佳的对比度， 则降低调光频率 fDIM。 在调光频率 100Hz下，对比度CR为83。但效果比起LM3404并不算高，因为LM3404 是专为高对比度而设计的，在 500Hz下LM3404的对比度可达655:1，适用于显示器背光灯和机器显 示。对于一般的照明应用而言，对比度接近 100即可。然而， LM3405