LED驅(qū)動(dòng)芯片PWM調(diào)光、LED調(diào)光比、占空比
目前越來(lái)越多的工程案例需要用到LED驅(qū)動(dòng)芯片的調(diào)光接口。這其實(shí)是LED智能照明應(yīng)用的必然發(fā)展趨勢(shì)。所以有志于投身LED綠色節(jié)能照明領(lǐng)域的大俠們?cè)搶W(xué)習(xí)的時(shí)候還得多學(xué)習(xí)。
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(xù)時(shí)間與脈沖總周期的比值。
例如：脈沖寬度1μs，信號(hào)周期4μs的脈沖序列占空比為0.25。
2.在一段連續(xù)工作時(shí)間內(nèi)脈沖占用的時(shí)間與總時(shí)間的比值。
3.在周期型的現(xiàn)象中，現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)間與總時(shí)間的比。
其實(shí)歸納一下也就是電路釋放能量的有效時(shí)間與總釋放時(shí)間的比。
二.LED調(diào)光比
調(diào)光比則是按下面的方法計(jì)算：
Foper=工作頻率；Fpwm=調(diào)光頻率；調(diào)光比率 = Foper / Fpwm，（其實(shí)也就是調(diào)光的*低有效占空比）
比如Foper=100khz;Fpwm=200Hz,則調(diào)光比為：100k/200=500;這個(gè)指標(biāo)在很多LED驅(qū)動(dòng)芯片的規(guī)格書(shū)里會(huì)跟大家說(shuō)明的。
三.PWM調(diào)光
其實(shí)也就是脈寬調(diào)制(PWM)是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換及LED照明等許多領(lǐng)域中。
通過(guò)以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。此外，許多微控制器和DSP已經(jīng)在芯片上包含了PWM控制器，這使數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)變得更加容易了。
簡(jiǎn)而言之，PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿(mǎn)幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(wú)(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開(kāi)的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。
圖1顯示了三種不同的PWM信號(hào)。圖1a是一個(gè)占空比為10%的PWM輸出，即在信號(hào)周期中，10％的時(shí)間通，其余90％的時(shí)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(qiáng)度為滿(mǎn)度值的10%、50%和90%的三種不同模擬信號(hào)值。例如，假設(shè)供電電源為9V，占空比為10%，則對(duì)應(yīng)的是一個(gè)幅度為0.9V的模擬信號(hào)。
圖2是一個(gè)可以使用PWM進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的簡(jiǎn)單電路。圖中使用9V電池來(lái)給一個(gè)白熾燈泡供電。如果將連接電池和燈泡的開(kāi)關(guān)閉合50ms，燈泡在這段時(shí)間中將得到9V供電。如果在下一個(gè)50ms中將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，燈泡得到的供電將為0V。如果在1秒鐘內(nèi)將此過(guò)程重復(fù)10次，燈泡將會(huì)點(diǎn)亮并象連接到了一個(gè)4.5V電池(9V的50%)上一樣。這種情況下，占空比為50%，調(diào)制頻率為10Hz。
大多數(shù)負(fù)載(無(wú)論是電感性負(fù)載還是電容性負(fù)載)需要的調(diào)制頻率高于10Hz。設(shè)想一下如果燈泡先接通5秒再斷開(kāi)5秒，然后再接通、再斷開(kāi)……。占空比仍然是50%，但燈泡在頭5秒鐘內(nèi)將點(diǎn)亮，在下一個(gè)5秒鐘內(nèi)將熄滅。要讓燈泡取得4.5V電壓的供電效果，通斷循環(huán)周期與負(fù)載對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化的響應(yīng)時(shí)間相比必須足夠短。要想取得調(diào)光燈(但保持點(diǎn)亮)的效果，必須提高調(diào)制頻率。在其他PWM應(yīng)用場(chǎng)合也有同樣的要求。通常調(diào)制頻率為1kHz到200kHz之間。
LED驅(qū)動(dòng)芯片PWM調(diào)光、LED調(diào)光比、占空比。明白了以上三點(diǎn)再加點(diǎn)數(shù)字電路和MCU編程的知識(shí)相信大家都不難做出性能**的LED調(diào)光電路來(lái)。
