模擬、PWM和TRIAC 調光方案

PWM Dimming (脈寬調制) 調光方式——這是一種利用簡單的數字脈沖，反復開關白光LED驅動器的調光技術。應用者的系統只需要提供寬、窄不同的數字式脈沖，即可簡單地實現改變輸出電流，從而調節白光LED的亮度。PWM 調光的優點在于能夠提供高質量的白光，以及應用簡單，效率高!例如在手機的系統中，利用一個專用PWM接口可以簡單的產生任意占空比的脈沖信號，該信號通過一個電阻，連接到驅動器的EN接口。多數廠商的驅動器都支持PWM調光。

但是，PWM 調光有其劣勢。主要反映在：PWM調光很容易使得白光LED的驅動電路產生人耳聽得見的噪聲(audible noise，或者mICrophonic noise)。這個噪聲是如何產生?通常白光LED驅動器都屬于開關電源器件(buck、boost 、charge pump等)，其開關頻率都在1MHz左右，因此在驅動器的典型應用中是不會產生人耳聽得見的噪聲。但是當驅動器進行PWM調光的時候，如果PWM信號的頻率正好落在200Hz到20kHz之間，白光LED驅動器周圍的電感和輸出電容就會產生人耳聽得見的噪聲。所以設計時要避免使用20kHz以下低頻段。

我們都知道，一個低頻的開關信號作用于普通的繞線電感(wire winding coil)，會使得電感中的線圈之間互相產生機械振動，該機械振動的頻率正好落在上述頻率，電感發出的噪音就能夠被人耳聽見。電感產生了一部分噪聲，另一部分來自輸出電容。現在越來越多的手機設計者采用陶瓷電容作為驅動器的輸出電容。陶瓷電容具有壓電特性，這就意味著：當一個低頻電壓紋波信號作用于輸出電容，電容就會發出吱吱的蜂鳴聲。當PWM信號為低時，白光LED驅動器停止工作，輸出電容通過白光LED和下端的電阻進行放電。因此在PWM調光時，輸出電容不可避免的產生很大的紋波。總之，為了避免PWM調光時可聽得見的噪聲，白光LED驅動器應該能夠提供超出人耳可聽見范圍的調光頻率!

相對于PWM調光，如果能夠改變RS的電阻值，同樣能夠改變流過白光LED的電流，從而變化LED的光亮度。我們稱這種技術為模擬調光。

模擬調光最大的優勢是它避免了由于調光時所產生的噪聲。在采用模擬調光的技術時，LED的正向導通壓降會隨著LED電流的減小而降低，使得白光LED的能耗也有所降低。但是區別于PWM調光技術，在模擬調光時白光LED驅動器始終處于工作模式，并且驅動器的電能轉換效率隨著輸出電流減小而急速下降。所以，采用模擬調光技術往往會增大整個系統的能耗。模擬調光技術還有個缺點在于發光質量。由于它直接改變白光LED的電流，使得白光LED的白光質量也發生了變化!

除了PWM調光，模擬調光，目前有些產商的驅動器支持數字調光。具備數字調光技術的白光LED驅動器會有相應的數字接口。該數字接口可以是SMB、I2C、或者是單線式數字接口。系統設計者只要根據具體的通信協議，給驅動器一串數字信號，就可以使得白光LED的光亮發生變化。

LED 調光處理完成方案及規范一直在不斷變化，直到此刻還未固定下來，所以資刻市
場上存在 PWM、模擬及可控硅（TRAIC）三種調光方案。PWM 和模擬方法是此中較簡單
的，但需要構建調光根蒂根基架構和新的調光節制器。

模擬調光方案的缺點是，LED 電流的調治規模局限在某個最大值至該最大值的約 10%
之間（10:1 調光規模）。由于 LED 的色譜與電流涉及，是以這種方法其實不合適于某些應
用。

PWM調光方案則是以某種快至足以袒護視物感覺閃耀的速率（凡是高于100MHz）在
零電流和最大 LED 電流之間舉行切換。該占空比轉變了有用均等電流，從而可實現高達
3000:1的調光規模（僅受限于最小占空比）。由于LED 電流要不處于最大值，要不被關斷，
所以該方法還具備可以或許制止在電流變化時發生 LED 色偏的長處，而在采用模擬調光時
這種LED 色偏現象是很常見的。

SangCheolHer 則看好 TRIAC 調光方案的市場前景，他表示：”可控硅（TRIAC，2 線
調光）將成為很是流行的處理完成方案，因為這種技術可以純粹使用傳統的系統而不需任何
轉變。并且，它還可以或許擴大為3 線調光，以制止出現與低功率因子值相干的缺陷。”

TRIAC 調光今日是業內很是熱的1個話題，最初，TRIAC 調光器是為白熾燈而設計的，
但大多數用戶希望不異的 TRIAC 調光器也能對替代的 LED 燈舉行調光。梁后權表示：
“DiodesZetex今朝可為客戶供給全數的調光處理完成方案（包括PWM、模擬和TRIAC）。
例如，ZXLD1362LED 驅動器用 1 個 ADJ 引腳來實現模擬和 PWM 調光，這就為客戶帶來
了很大的設計靈活性。”

不過，鄭宗前以為，市場上 TRIAC 調光器的應用方案應該只是過渡性的，長遠來講，
應該會用PWM調光。他說：”首要的三點決定性因素為：1）用PWM調光從零到最光，都
不會有閃耀的現象。2）性能會更好。因為調光輸出功率采用了功率因子校陽電路，這是配
合全球對燈光采用功率因子有強力壓制性的要求，雖然一般從25W 起頭有這要求，但美國
要求燈光從零瓦起已需強力壓制性功率因子校陽電路。如采用 TRAIC 調光將捐軀功率因子
和增長了電路的復雜性。是以，采用PWM調光可以供給最佳性能的選擇，也是未來的趨勢。
3）成本會更好。用PWM調整占空比，不需要太多分外的節制電路成本。”

AlexanderSommer也看好PWM調光方案前景，他說：”與模擬調光方法比擬，LED的
PWM 調光方法有以下長處：1）效率更高；2）不管調光程度有多大，許可 LED 一直在優
化的和永恒固定的電流下工組；3）在全般調光規模內LED 色彩色調保持一致（色彩色調像
流明輸出同樣隨LED工作電流而變化）。”

徐瑞包也坦率地說：”小我私家感覺，調制方式的選擇不該該決定于LED的功率。而應
決定于終端產物的應用要求。比如，顯示背光或LED 裝飾燈可能會選用PWM的調光方式，
色彩一致性好，亮度級別高。可是對一般的家用照明或貿易照明，模擬調光或 TRIAC 也能
夠選擇，不過會孕育發增添光彩偏，并且調光的級別會很低。”