LED如何调光?（2）：PWM数字调光

       上次笔者讲了调整LED的亮度的实现方法，线性模拟调节LED电流。而这次要讲的就是LED调光的另一种方法——PWM数字调光。PWM数字调光就是使用开关电路以相对于人眼识别力来说足够高的频率工作来改变光输出的平均值。模拟和数字调光从节能的角度说没有可比性，从使用的效果上各有各的长处，使用者要根据使用场合和成本上考虑。而数字调光更符合人们对LED调光精度、效率以及效果的要求。

      PWM Dimming (脉宽调制) 调光方式——这是一种利用简单的数字脉冲，反复开关白光LED驱动器的调光技术。不同于传统白炽灯等类似线性阻抗光源，LED灯是一个可以实现快速开关的二极管，其开关速度基本上在us以上，这是其他传统光源的发光器件根本无法比拟的。因此针对于此，如果把驱动电源改成脉冲恒流源，应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节白光LED的亮度。如下图1所示为这种PWM脉宽调制的波形。

图1用改变脉冲宽度的方法来改变LED的亮度

PWM 调光的优势

        PWM 调光的优点在于能够提供高质量的白光，以及应用简单，效率高!例如在手机的系统中，利用一个专用PWM接口可以简单的产生任意占空比的脉冲信号，该信号通过一个电阻，连接到驱动器的EN接口。多数厂商的驱动器都支持PWM调光。

PWM 调光的劣势

　　但是，PWM 调光有其劣势。主要反映在：PWM调光很容易使得白光LED的驱动电路产生人耳听得见的噪声。这个噪声是如何产生?通常白光LED驱动器都属于开关电源器件，其开关频率都在1MHz左右，因此在驱动器的典型应用中是不会产生人耳听得见的噪声。但是当驱动器进行PWM调光的时候，如果PWM信号的频率正好落在200Hz到20kHz之间，白光LED驱动器周围的电感和输出电容就会产生人耳听得见的噪声。所以设计时要避免使用20kHz以下低频段。

       我们都知道，一个低频的开关信号作用于普通的绕线电感，会使得电感中的线圈之间互相产生机械振动，该机械振动的频率正好落在上述频率，电感发出的噪音就能够被人耳听见。电感产生了一部分噪声，另一部分来自输出电容。现在越来越多的手机设计者采用陶瓷电容作为驱动器的输出电容。陶瓷电容具有压电特性，这就意味着：当一个低频电压纹波信号作用于输出电容，电容就会发出吱吱的蜂鸣声。当PWM信号为低时，白光LED驱动器停止工作，输出电容通过白光LED和下端的电阻进行放电。因此在PWM调光时，输出电容不可避免的产生很大的纹波。总之，为了避免PWM调光时可听得见的噪声，白光LED驱动器应该能够提供超出人耳可听见范围的调光频率。

        随着照明市场的快速发展，伴随着人们节能意识的不断加强，人们对整个照明系统的功能化越来越多，其中照明调光显得尤为明显。调光具有节能的优点，人们可以根据实际的亮度需求，通过相关的控制，获取其想要的亮度。相对于传统照明灯具如白炽灯、节能灯等，LED照明产品的调光节能效果更为明显。因此针对LED的调光技术的研究，还需要我们做更多的研究和分析。

LED照明如何调光?（1）：线性模拟调节LED电流