LED如何调光及调光的正确方法

来源：罗姆半导体社区

调光经常用于酒店和剧院，用来营造气氛，创造亲密的感觉，愉悦食客和观众。对于会议室和报告大厅来说，调光还可以降低能耗和增强空间的功能。尽管调光得到大范围应用，但调光器配合传统光源使用时仍然存在一些问题，比如降低白炽灯的效能，损害荧光灯的寿命。

众所周知，当今安装的大部分调光系统都是相位控制器。它们最初是针对白炽灯设计的，通过切断每半个工频周期内的输入电流来减少光输出。调光的本质是相位控制器暂时的切断输入电压来减少向光源输入的功率。因为每一次切断输入电流都发生在交流正弦波中，它们也被称为切相调光器。

切相调光器每秒钟切断120次，或者切断次数等于交流电传递电力给输电线的频率。由于白炽灯的钨丝加热和冷却的速度比较慢，所以人眼看到的光源亮度是以恒定的水平下降的。切断的时间越长，灯越暗。

并不是所有相位控制器都从交流正弦波的同一方向切断。三端双向可控硅器件（TRIAC）用于白炽灯和卤素灯调光，它从正弦波的前相开始切断，在切断点位置，输入电压刚过零，输入电流刚反向。因此，它也被叫做前相控制调光器，前相控制调光器会在开始导通的时候产生电流尖峰，此尖峰电流会引起蜂鸣声和增加电子驱动器的压力。

反相控制调光器可以避免上述问题，因为它是从交流正弦波的后半部分或者说是后沿开始切断调光器。反相控制调光器在输入电流刚改变方向时导通，它允许电压逐渐升高，然后在下一个半周期内切断它。反相控制调光器也被叫做电子低压（ELV）调光器，用于提高使用电子变压器的卤素灯的性能。

LED怎么调光？作为恒流源，LED天生就可以调光。Narendran 说：“流过LED灯珠的电流决定了光的输出”。它们的亮度可以很简单地通过控制贴在衬底上的半导体材料层的通电电流来调节。

在美国能源署（DOE）建筑技术办公室负责照明项目的经理詹姆斯.布罗德里克说：LED不像传统光源，调光并不会影响LED的效率和寿命。事实上，调光可以降低它们的工作温度，进而延长LED的寿命。

此外，LED的调光范围比紧凑型荧光灯和高强度放电灯更广。相比于紧凑型荧光灯10%~30%的调光剩余（数据来源于美国电气制造协会NEMA），高强度放电灯30%~60%的调光剩余（数据来源于美国照明产品信息工程NLPIP），LED的调光剩余能做到输出全载的1%以下。

任何LED器件，如果要做成替换光源或者LED灯具，都需要一个驱动器才能实现调光。因为LED都是低压直流源，LED需要电子驱动器把交流转换成可利用和可调节的直流电流。这些驱动器分为两种调光方式。在脉宽调制（PWM）方式中，通过LED的电流以很高的频率通断，“通常是每秒几千次”，Narendran 说。“通过LED的电流就等于LED开关周期内的电流平均值。”通过减少LED的通电时间可以降低平均电流或者有效电流，进而降低LED的亮度。

LED和传统光源一样，也可以通过以电流恒定降低（CCR）方式调光，或者叫做模拟调光。CCR保持光源有连续的电流，但是通过减小电流幅值来实现调光。“光输出正比于通过LED器件的电流，”

PWM和CCR各有优缺点。PWM应用更广泛，调光范围也更广，可以做到光输出的1%以下，Narendran 说，且不管LED在额定电流、最大电流，还是零电流下工作，都可以避免色漂现象。因为PWM调光使用快速开关通断的方式，所以它需要更复杂更昂贵的电子驱动设备来产生足够高频率的电流脉冲来防止产生人眼可察觉的闪烁。

CCR调光方式更高效简单，因为它所需的驱动设备更简单更便宜。不像PWM，CCR不会产生由高频开关引起的电磁干扰EMI。此外，CCR允许驱动器放在离光源更远的地方，这对LED替换光源或对内部空间有限的紧凑型灯具很有利。但是，CCR不适合应用在调光要求10%以下的场合。“在非常低的电流情况下，LED无法正常工作，光输出也不稳定。”

审核编辑黄宇