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    文章詳情

    功率LED驅動芯片的PWM調光、LED調光比、占空比詳解

    日期:2020-08-27 23:32
    瀏覽次數:1727
    摘要:

    功率LED驅動芯片的PWM調光、LED調光比、占空比詳解

          
     
    LED驅動芯片PWM調光、LED調光比、占空比

       目前越來越多的工程案例需要用到LED驅動芯片的調光接口。這其實是LED智能照明應用的必然發展趨勢。所以有志于投身LED綠色節能照明領域的大俠們該學習的時候還得多學習。

    一.占空比(Duty Cycle or Duty Ratio)
    1.在一串理想的脈沖序列中(如方波),正脈沖的持續時間與脈沖總周期的比值。
       例如:脈沖寬度1μs,信號周期4μs的脈沖序列占空比為0.25。
    2.在一段連續工作時間內脈沖占用的時間與總時間的比值。
    3.在周期型的現象中,現象發生的時間與總時間的比。
    其實歸納一下也就是電路釋放能量的有效時間與總釋放時間的比。

    二.LED調光比
        調光比則是按下面的方法計算:
    Foper=工作頻率;Fpwm=調光頻率;調光比率 = Foper / Fpwm,(其實也就是調光的*低有效占空比)
    比如Foper=100khz;Fpwm=200Hz,則調光比為:100k/200=500;這個指標在很多LED驅動芯片的規格書里會跟大家說明的。

    三.PWM調光
       其實也就是脈寬調制(PWM)是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術,廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換及LED照明等許多領域中。

       通過以數字方式控制模擬電路,可以大幅度降低系統的成本和功耗。此外,許多微控制器和DSP已經在芯片上包含了PWM控制器,這使數字控制的實現變得更加容易了。

     

       簡而言之,PWM是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用,方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數字的,因為在給定的任何時刻,滿幅值的直流供電要么完全有(ON),要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候,斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。圖1:不同占空比的PWM信號。

     

       圖1顯示了三種不同的PWM信號。圖1a是一個占空比為10%的PWM輸出,即在信號周期中,10%的時間通,其余90%的時間斷。圖1b和圖1c顯示的分別是占空比為50%和90%的PWM輸出。這三種PWM輸出編碼的分別是強度為滿度值的10%、50%和90%的三種不同模擬信號值。例如,假設供電電源為9V,占空比為10%,則對應的是一個幅度為0.9V的模擬信號。

     

       圖2是一個可以使用PWM進行驅動的簡單電路。圖中使用9V電池來給一個白熾燈泡供電。如果將連接電池和燈泡的開關閉合50ms,燈泡在這段時間中將得到9V供電。如果在下一個50ms中將開關斷開,燈泡得到的供電將為0V。如果在1秒鐘內將此過程重復10次,燈泡將會點亮并象連接到了一個4.5V電池(9V的50%)上一樣。這種情況下,占空比為50%,調制頻率為10Hz。

    圖2:一個簡單的電路。

       大多數負載(無論是電感性負載還是電容性負載)需要的調制頻率高于10Hz。設想一下如果燈泡先接通5秒再斷開5秒,然后再接通、再斷開……。占空比仍然是50%,但燈泡在頭5秒鐘內將點亮,在下一個5秒鐘內將熄滅。要讓燈泡取得4.5V電壓的供電效果,通斷循環周期與負載對開關狀態變化的響應時間相比必須足夠短。要想取得調光燈(但保持點亮)的效果,必須提高調制頻率。在其他PWM應用場合也有同樣的要求。通常調制頻率為1kHz到200kHz之間。

       LED驅動芯片PWM調光、LED調光比、占空比。明白了以上三點再加點數字電路和MCU編程的知識相信大家都不難做出性能**的LED調光電路來。

    粵公網安備 44030602001755號

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