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LED 調(diào)光的實現(xiàn)與相關(guān)問題探討

作者: 時間:2012-03-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  1 市場與技術(shù)進(jìn)展

  由于白熾燈的發(fā)光效率低,所以世界各國政府紛紛制定了如圖1所示淘汰白熾燈的時刻表,而的發(fā)光效率高和工作壽命長的一系列優(yōu)點使照明得到了廣泛的應(yīng)用,LED的性能和發(fā)光效率不斷提升,LED有關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)展預(yù)測如表1所示。

的最大發(fā)光值,即所謂的心理物理學(xué)定律。

  (2)在整個范圍應(yīng)平滑變化。

  (3)燈在最低電平時啟動燈發(fā)光應(yīng)很快達(dá)到預(yù)定的發(fā)光值。

  (4)達(dá)到預(yù)定的調(diào)光電平后LED燈發(fā)光應(yīng)穩(wěn)定,不應(yīng)有發(fā)光閃爍現(xiàn)象。

  (5)在整個調(diào)光范圍內(nèi),LED燈、LED驅(qū)動電源和調(diào)光控制器不應(yīng)有可聞噪聲。

  (6)運動控制/有無人檢測/光電檢測等部件能控制LED燈的工作。

  2.3 工作可靠性

  調(diào)光對大部分光源而言,可以延長其使用壽命,因為在低發(fā)光亮度下燈的功耗和發(fā)熱降低了,有利于提高光源的使用壽命。

  溫度對電子元器件的壽命有重要的影響,低溫對延長電子元器件的壽命有幫助,LED燈為燈和電子元器件的一體的燈,所以整體燈的壽命受壽命最短的電子元器件的壽命制約,調(diào)光有利于降低LED燈的溫度,有利于LED燈的光通量維持率和延長LED燈的使用壽命。

  3 相控調(diào)光

  相控調(diào)光最早用于白熾燈調(diào)光,相控調(diào)光的主要優(yōu)點是使用、安裝方便。LED相控調(diào)光的頻率應(yīng)不低于100Hz,以避免人眼感到發(fā)光閃爍,相控導(dǎo)通角越大則LED的發(fā)光亮度越大,相控半導(dǎo)體器件可用可控硅、場效應(yīng)晶體管或有關(guān)半導(dǎo)體器件。

  由于現(xiàn)有的調(diào)光器被設(shè)計用于白熾燈(近似電阻負(fù)載,功率大多在20W和50W之間),因此需要一些額外的電路才能允許它們用于LED照明系統(tǒng)。目前,市場上還沒有白熾燈調(diào)光器標(biāo)準(zhǔn),因此目前市場上有大量不同性能和參數(shù)值的調(diào)光器。

  3.1 前沿相控調(diào)光

  前沿相控調(diào)光(前相調(diào)光)由于電路實現(xiàn)簡單所以得到了廣泛的應(yīng)用,開關(guān)器件常用可控硅,通過控制可控硅的導(dǎo)通角來控制輸出的交流電有效值,從而達(dá)到調(diào)光控制,典型可控硅前沿相控調(diào)光電路原理圖如圖2所示。在圖2中,可調(diào)電阻VR4和電容C23構(gòu)成移相電路。當(dāng)C23兩端的電壓達(dá)到或超過DIAC(DB3)的擊穿電壓時,C23電荷通過DB3部分注入雙向可控硅T2,雙向可控硅T2被觸發(fā)導(dǎo)通。

  雙向可控硅T2的最低門觸發(fā)電流(IGT)使雙向晶閘管導(dǎo)通。它還要求有一個最低的維持電流來維持雙向可控硅的導(dǎo)通,當(dāng)電流低于維持電流時,雙向可控硅T2被關(guān)閉。

  可控硅前沿相控調(diào)光調(diào)光波形圖如圖3所示,前沿相控調(diào)光常用于白熾燈和鹵鎢燈調(diào)光的應(yīng)用場合,由于在低調(diào)光亮度時通過可控硅的電流減小,如調(diào)光亮度很低,通過可控硅的電流低于可控硅的維持導(dǎo)通電流時就不能再調(diào)光,否則可控硅關(guān)斷,這對低調(diào)光亮度LED調(diào)光可能是個問題。

  4 評價可控硅相控LED可調(diào)光系統(tǒng)時需注意的有關(guān)問題

  常見評價可控硅相控LED可調(diào)光系統(tǒng)時需注意的有關(guān)問題如下。

  4.1 100%光輸出

  當(dāng)調(diào)光器調(diào)至100%位置時和不可調(diào)光輸出時光輸出衰減了多少?

  4.2 最大調(diào)光級

  可調(diào)光LED照明系統(tǒng)的最大調(diào)光級是多少?

  4.3 調(diào)光器的物理調(diào)節(jié)范圍和光輸出特性

  (1)調(diào)光器的物理調(diào)節(jié)范圍是多少?相應(yīng)LED的調(diào)光范圍是多少?

  (2)在關(guān)斷調(diào)光器前,在低光輸出調(diào)節(jié)區(qū)間的調(diào)光光輸出不變的物理調(diào)節(jié)范圍是多少?

  (3)調(diào)光器的物理調(diào)節(jié)位置、光輸出和加到LED燈負(fù)載上的電壓有效值(相位角、導(dǎo)通時間、占空比等)是否有關(guān)系?

  4.4 調(diào)光器可調(diào)光的LED數(shù)量范圍/最低負(fù)載

  (1)調(diào)光器可正常調(diào)光的LED負(fù)載數(shù)量范圍是多少?

  (2)白熾燈可控硅調(diào)光器可帶的最小負(fù)載和可控硅的維持電流有關(guān),在最低LED調(diào)光亮度時LED的最小工作電流能否滿足可控硅的維持電流要求?

  4.5 浪涌電流

  對白熾燈可控硅調(diào)光而言,它的浪涌輸入電流和白熾燈燈絲的冷電阻有關(guān),對LED調(diào)光負(fù)載時這個浪涌輸入電流值要比白熾燈可控硅調(diào)光要小,以確??煽毓枵{(diào)光電路可靠工作。

  4.6 重復(fù)峰值電壓

  可控硅的耐壓值有限,使用時應(yīng)確保LED應(yīng)用時的重復(fù)峰值電壓低于白熾燈可控硅調(diào)光器的重復(fù)峰值電壓,以確??煽毓枵{(diào)光電路可靠工作。

  4.7 最小調(diào)光范圍

  在可控硅調(diào)光器的最低調(diào)光位置LED是否還導(dǎo)通。

  4.8 LED不發(fā)光的調(diào)光位置

  在實用中,在可控硅調(diào)光器由最大到最小或由最小到最大調(diào)光時有可能在調(diào)光器的中間某個位置LED不工作,這個LED可控硅調(diào)光器是否有這種現(xiàn)象?

  4.9 導(dǎo)通延遲時間

  (1)LED可控硅調(diào)光器的最大導(dǎo)通延遲時間是多少?

  (2)LED可控硅調(diào)光器的導(dǎo)通延遲在調(diào)光器的什么位置出現(xiàn)?

  (3)導(dǎo)通延遲和調(diào)光級是否有關(guān)?

  (4)當(dāng)不同的LED產(chǎn)品接至LED可


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