LED燈條調(diào)光應(yīng)用下的LED驅(qū)動(dòng)電源選擇

　　簡(jiǎn)介

　　LED在照明燈具的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，加上優(yōu)于傳統(tǒng)照明方式的獨(dú)特性，除了提高生活質(zhì)量、改善光源效能和延長(zhǎng)燈具壽命外，利用其獨(dú)有的可調(diào)光功能進(jìn)行燈光色溫與亮度的變化，并充分達(dá)到節(jié)能應(yīng)用為其最大優(yōu)點(diǎn)。

　　LED照明燈具的調(diào)光效能乃是取決于所搭配的LED 光源及驅(qū)動(dòng)電源。

　　一般而言，LED光源可以簡(jiǎn)單區(qū)分為兩個(gè)大類：?jiǎn)为?dú)LED 二極管光源或配有電阻的LED 二極管光源，在應(yīng)用上，有時(shí)候LED光源會(huì)被設(shè)計(jì)成內(nèi)含DC-DC 轉(zhuǎn)換器的一個(gè)模塊，這樣復(fù)雜的模塊則不在本次文章的討論范圍內(nèi)。若LED光源或模塊為單獨(dú)LED二極管本身時(shí)，常見(jiàn)的調(diào)光方法為調(diào)整LED輸入電流的振幅，因此LED驅(qū)動(dòng)電源的選用就應(yīng)該參考這個(gè)特性，明緯公司的HLG/ELG家族的特點(diǎn)就是電流可調(diào)整、并可由外部1-10VDC* 或 10V PWM脈寬調(diào)變或甚至只透過(guò)外接一個(gè)簡(jiǎn)單的可變電阻來(lái)控制輸出電流的調(diào)變。而另一種配有電阻器的LED 二極管光源(一般稱為L(zhǎng)ED 燈條或LED STRIP)，LED 燈條被廣泛使用是具有LED 二極管串聯(lián)的電阻，所以電壓相對(duì)地穩(wěn)定，因此使用者可以取用市售任何的定電壓電源供應(yīng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)LED燈條。常見(jiàn)的LED燈條一般是以12VDC或24VDC驅(qū)動(dòng)，但也因此在LED燈條的調(diào)光應(yīng)用上可能會(huì)有點(diǎn)難度。本文說(shuō)明了使用電流振幅調(diào)光方式的驅(qū)動(dòng)器于LED燈條的應(yīng)用問(wèn)題，也同時(shí)討論一些常見(jiàn)的調(diào)光問(wèn)題，并同時(shí)介紹了采用輸出脈寬(PWM)調(diào)變的可調(diào)光LED電源驅(qū)動(dòng)器，明緯公司所推出且獲得國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)項(xiàng)肯定的PWM家族系列，是目前市面上最適當(dāng)也最簡(jiǎn)單的LED燈條調(diào)光方案。

　　常見(jiàn)的LED調(diào)光不良狀況:

　　調(diào)光聽(tīng)起來(lái)似乎是件簡(jiǎn)單的事，事實(shí)上想要有良好并順暢的調(diào)光表現(xiàn)是需要考慮很多要素，常見(jiàn)的LED調(diào)光不良的情況有很多，如下表(一)所示:

　　表(一):常見(jiàn)調(diào)光問(wèn)題

　　當(dāng)使用輸出電流可調(diào)的LED 電源驅(qū)動(dòng)器來(lái)進(jìn)行LED 燈調(diào)光的時(shí)候，dead travel是經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題。雖然當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)電源器處于滿載狀態(tài)(如附圖1-a)時(shí)可以運(yùn)轉(zhuǎn)地很好，可是當(dāng)LED 驅(qū)動(dòng)器非處于滿載時(shí)，調(diào)光不順暢的狀態(tài)就很明顯。

　　注意: 新一代明緯LED驅(qū)動(dòng)器的特性 DC 0-10V

　　圖1: 明緯LED驅(qū)動(dòng)器 HLG-100于不同負(fù)載(長(zhǎng)度)狀況聯(lián)接于LED燈條: (a)滿載100%--可產(chǎn)生最好的調(diào)光表現(xiàn);(b)負(fù)載70%--則顯示了不完美調(diào)光效果;(c)負(fù)載30%-- 顯示出較差的調(diào)光結(jié)果，因?yàn)榭烧{(diào)光范圍太窄。

　　輸出脈沖寬度調(diào)變(輸出PWM)解決方案

　　如果是在滿載條件下使用LED 驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行LED燈條調(diào)光應(yīng)用時(shí)，那就不存在dead travel的問(wèn)題。以上論點(diǎn)沒(méi)錯(cuò)，但并不是很實(shí)際，事實(shí)上LED燈條經(jīng)常在各種應(yīng)用場(chǎng)合(裝飾照明/輔助照明/廣告照明)因長(zhǎng)度無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)估的情況下使用，所以最簡(jiǎn)單也是最佳的應(yīng)用解決方案則是應(yīng)該正確的選用具有輸出脈沖寬度PWM調(diào)光功能的LED驅(qū)動(dòng)電源來(lái)實(shí)現(xiàn)LED燈條調(diào)光需求。而輸出亮度則憑借著調(diào)光訊號(hào)的負(fù)載循環(huán)來(lái)達(dá)到降低亮度的調(diào)光變化，選擇驅(qū)動(dòng)電源的重要參數(shù)則是調(diào)光解析和輸出脈沖寬度調(diào)變PWM的頻率，最低調(diào)光能力應(yīng)該低至0.1%，以達(dá)到8bit的調(diào)光分辨率來(lái)符合所有的LED燈條調(diào)光應(yīng)用，輸出脈沖寬度調(diào)變PWM頻率則應(yīng)該能盡可能提高，以防止表(一)所說(shuō)的光閃爍問(wèn)題，根據(jù)相關(guān)技術(shù)研究文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，頻率建議至少高于1.25kHz，以降低人眼可見(jiàn)的鬼影閃爍。

　　結(jié)論

　　最好的LED燈條調(diào)光方案是使用輸出脈沖寬度調(diào)變PWM調(diào)光功能，以解決常見(jiàn)的dead travel調(diào)光問(wèn)題。明緯公司所提供的PWM機(jī)型涵蓋40/60/90/120W等四個(gè)系列，是非常適合于各種LED燈條調(diào)光應(yīng)用的LED驅(qū)動(dòng)電源。

　　備注: 參考來(lái)源: Designing to Mitigate Effects of Flickering LED Lighting by Brad Lehman and Arnold J. Wilkins 2014