LED的調(diào)光是利用一個(gè)DC信號(hào)或?yàn)V液PWM對(duì)LED中的正向電流進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)完成的。減小LED電流將起到調(diào)節(jié)LED光輸出強(qiáng)度的作用，然而，正向電流的變化也會(huì)改變LED的彩色，因?yàn)長(zhǎng)ED的色度會(huì)隨著電流的變化而變化。許多應(yīng)用（例如汽車和LCD TV背光照明）都不能允許LED發(fā)生任何的色彩漂移。在這些應(yīng)用中，由于周圍環(huán)境中存在不同的光線變化，而且人眼對(duì)于光強(qiáng)的微小變化都很敏感，因此寬范圍調(diào)光是必需的。通過(guò)施加一個(gè)PWM信號(hào)來(lái)控制LED亮度的做法允許不改變彩色的情況下完成LED的調(diào)光。
占空比（Duty Cycle or Duty RaTIo）
了解PWM調(diào)光原理，先得了解一下占空比概念。占空比的解釋可以歸納為如下幾種：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。
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)光的最低有效占空比）比如Foper=100khz;Fpwm=200Hz，則調(diào)光比為：100k/200=500;這個(gè)指標(biāo)在很多驅(qū)動(dòng)芯片的規(guī)格書(shū)里會(huì)說(shuō)明的。
PWM調(diào)光
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)行編碼上圖顯示了三種不同的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)。
PWM調(diào)光技術(shù)
下圖是一個(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。 |
