LED調(diào)光實驗報告

1、LED調(diào)光實驗報告高亮度發(fā)光二極管在各種領(lǐng)域應(yīng)用普及，并要求LED具備有調(diào)光功 能。在現(xiàn)在的幾種調(diào)光技術(shù)中， 從簡單的可變電阻負載到復(fù)雜的脈沖 寬度調(diào)制開關(guān)，每一種方法均有其利弊。PWMB光的效率最高，電流控制也最精準。以LED驅(qū)動器LM3405為例，論述LED在調(diào)光時的特 性，例如亮度與正向電流的關(guān)系、 波長的變化和控制器的工作周期限 制等。1、LED驅(qū)動器工作原理由于LED的功率低于1W，所以可用任何類型的電壓源和串串聯(lián)電阻建構(gòu)一個電流源。對 于少數(shù)光線輸出端電流的改變而造成亮度和顏色的變化， 人的肉眼是 不容易察覺出來。不過，一旦將多個 LED串聯(lián)，該穩(wěn)壓器便必需擔當 電流源的角色。這是

2、因為LED的正向電壓VF會隨正向電流IF變化， 圖1是LED波長隨著正向電流IF變化圖，而該變化對于每個LED都 不相同的，即使是同一批產(chǎn)品也有區(qū)別。在較大的電流下，光線的強 度變化通常約為 20%。而LED 制造商一般都會采用較大的 VF 可確保色溫穩(wěn)定的方法是穩(wěn)定 前正向電流 IF。大部分設(shè)計人員只習(xí)慣為LED設(shè)計穩(wěn)壓器，但在設(shè)計電流調(diào)節(jié)器方 面顯然有不同的要求。 電壓輸出必須要配合固定的輸出電流。 雖然在 大多數(shù)應(yīng)用中，LED 驅(qū)動器的輸出電流可容許誤差± 10%，而直流電流的輸出紋波 更可高達 20%，一旦紋波超出 20%，人的肉眼便會察覺到亮度的變化， 假如輸出紋波進一步增

3、加到 40%，肉眼就無法承受。2 、器件和設(shè)計實例 一般而言，電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計都需使用比較大的電感以使電感電流IL的變化少于20% 這里可采用LM3405即使電感由于1.6MHz的高開關(guān)頻率而變得較小，仍可發(fā)揮很好的效用。LM3405性能參數(shù)如下：控制方法：封裝：電流模式TSOT-6最大輸入電壓：15V應(yīng)用：工業(yè)照明1A122uF4.710uH驅(qū)動電流：輸出電容：電感：3 、脈沖寬度調(diào)制調(diào)光技術(shù)PWM控制是降低LED光線輸出的最佳方法。這種控制方法可在保持控制器 2高效工作的同時， 提供一個相對穩(wěn)定的顏色輸出。 在衡量調(diào) 光質(zhì)量方面，對比度 CR是一個重要的指標，數(shù)值越大，表示光線輸 出的控制

4、越精準。 現(xiàn)今，有些驅(qū)動電路制造商聲稱其產(chǎn)品的調(diào)光頻率 可以高至開關(guān)頻率的 50%，因而可獲得良好的對比度。理論上，這是 有可能的，但這要求穩(wěn)壓器必須在不連續(xù)導(dǎo)電模式和連續(xù)導(dǎo)電模式之 間正常工作，而這種工作對于設(shè)計而言未必是最好的方法。然而，設(shè) 置PWM頻率比開關(guān)頻率高一級，其穩(wěn)定性最好。實驗數(shù)據(jù)顯示，采用 LM3045調(diào)光頻率為5kHz 時，穩(wěn)定性最好。設(shè)置最低調(diào)光頻率下限是基于 : 當開關(guān)頻率低于 100Hz 時，肉眼便可看到抖動或閃爍。至于最高頻率上限是調(diào)光脈沖 施加器件后，電路所需的啟動時間。以 LM3405為例，器件首先會經(jīng) 歷一個通電重設(shè)，之后進入軟啟動。整個延遲直到LED電流被完

5、全建 立約為100卩s，而額外調(diào)光脈沖的上升時間和下降時間會跟隨最低 調(diào)光脈沖到達。DDIM=/T計算對比度，假設(shè) fDIM=1000Hz 、TDIM=1ms ，從LM3405數(shù)據(jù)資料中得知tSU=20 s,則對比度CR為：DDIM=/1ms=0.12 ，則對比度 CR=1/DDIM=8.3從上式可明顯看出， 若要得到較佳的對比度， 則降低調(diào)光頻率 fDIM。 在調(diào)光頻率 100Hz下，對比度CR為83。但效果比起LM3404并不算高，因為LM3404 是專為高對比度而設(shè)計的，在 500Hz下LM3404的對比度可達655:1，適用于顯示器背光燈和機器顯 示。對于一般的照明應(yīng)用而言，對比度接近 100即可。然而， LM3405