大功率LED道路照明光源的調(diào)光方案

作者：時(shí)間：2011-08-08 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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本文引用地址：http://www.104case.com/article/168890.htm

　　1.1.2 LED 的無(wú)級(jí)型調(diào)光模式

　　LED道路照明的無(wú)級(jí)型調(diào)光方式是一種比較理想的、在一定范圍內(nèi)隨意平滑的調(diào)光方式。其主要特點(diǎn)是：參與調(diào)光的每個(gè)LED 單元的工作狀態(tài)不再是只有亮和滅兩種狀態(tài)，而是工作于其中的某一中間環(huán)節(jié)，LED 單元按照需要平滑的改變工作狀態(tài)，使得光源輸出的光通量在大范圍自由變化，可以得到良好的道路照明、調(diào)光和節(jié)能效果。

　　1.1.2.1 LED 的無(wú)級(jí)型線性調(diào)光

　　LED的無(wú)級(jí)型線性調(diào)光是基于恒壓驅(qū)動(dòng)器的條件下，通過(guò)在其輸出端串聯(lián)線性元件的方式來(lái)改變驅(qū)動(dòng)器輸出電流的大小值，即調(diào)節(jié)LED 單元的發(fā)光亮度。

　　構(gòu)成的方式有兩種：一是串聯(lián)——可調(diào)電阻（手動(dòng)調(diào)節(jié)，見圖3a），二是串聯(lián)——工作于放大區(qū)域的大功率晶體管（可以利用小信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)）。從LED 的正向電流與光輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)看，在允許的范圍內(nèi)，這種對(duì)應(yīng)的關(guān)系幾乎是線性的。圖3 給出了這種LED 線性調(diào)光的原理a 和對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線b。該方案存在的主要問(wèn)題是：基于白光LED 的特性使然，調(diào)光時(shí)的色溫將發(fā)生變化，不適合對(duì)色溫要求恒定的照明光源，但是對(duì)于不太重要的道路照明可能影響不大，選用時(shí)需要慎重考慮。另外輸出端引入的線性元件將帶來(lái)加大總體損耗、降低效率的不良后果。

　　因此不是一種理想的道路照明調(diào)光方案。

　1.1.2.2 LED 的無(wú)級(jí)型模擬調(diào)光

　1.2.1.1 LED 的光輸出及出光效率

　　目前，主流的、照明用大功率白色LED 的工作原理都是利用藍(lán)光LED激發(fā)YAG熒光粉來(lái)獲得白光的。

　　由圖7 可知藍(lán)光LED的光輸出隨著正向電流的增加呈近似的線性增加，這說(shuō)明電流大小與光輸出多少成正比，而其光效＝ / （lm/W）則隨著正向電流的增加而近似線性下降，原因是其中相當(dāng)多的能量被晶格吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃肯牡簦瑳]有發(fā)揮應(yīng)有的作用。

　　由此可見，由于道路照明的LED 在調(diào)光運(yùn)行模式下，電流的減小將帶來(lái)光輸出的減小和出光效率的增大，對(duì)LED 道路照明的運(yùn)行有利。再進(jìn)一步推斷：對(duì)于上述通過(guò)改變LED正向電流來(lái)進(jìn)行調(diào)光運(yùn)作的道路照明模式，照明光源中LED 的運(yùn)行也將處于較為有利的工作條件下，對(duì)于采用PWM 模式來(lái)進(jìn)行調(diào)光的LED 由于間斷的運(yùn)行模式也對(duì)改善LED 的運(yùn)行條件有利。

　　1.2.1.2 LED 的色溫變化

　　在調(diào)光運(yùn)行的模式下，由于白光LED 正向電流發(fā)生了變化，因此依據(jù)不同的調(diào)光方式其色溫變化情況也不盡相同。

　　在圖8 中，LED 的光輸出所對(duì)應(yīng)色坐標(biāo)x 和y 的值隨著LED 正向電流的變化而有規(guī)律地變化。調(diào)光時(shí)LED 的電流減小，此時(shí)x 值增大，y 值減小，從而導(dǎo)致人們不希望的色溫變化的出現(xiàn)。對(duì)于采用PWM 調(diào)光模式運(yùn)行的情況，由于LED 工作時(shí)的瞬時(shí)電流不變，因而可以較好地解決色溫的偏移問(wèn)題，但是發(fā)光的效率有所降低。歸納起來(lái)就是，白光LED 在道路照明應(yīng)用時(shí)，采用何種調(diào)光模式，需要基于道路照明的要求并根據(jù)人們對(duì)調(diào)光時(shí)白光LED電流減小導(dǎo)致色溫變化（紅移）的適用性（主要是辨識(shí)障礙物的能力）及容忍性的大小等來(lái)進(jìn)行選擇。