【導讀】根據(jù)有關(guān)研究表明，如果采用兩個調(diào)光電源驅(qū)動高低兩種色溫陣列，或許可以通過調(diào)節(jié)這兩種LED驅(qū)動電流比例，從而實現(xiàn)色溫調(diào)節(jié)。本文就將LED色溫調(diào)節(jié)的常規(guī)方法與新方法進行對比，詳解了LED調(diào)節(jié)色溫的方法。
常規(guī)色溫調(diào)節(jié)方法采用兩個調(diào)光電源驅(qū)動高低兩種色溫白光LED陣列，通過調(diào)節(jié)兩種LED的驅(qū)動電流比例實現(xiàn)色溫調(diào)節(jié)。該方法只能實現(xiàn)色溫調(diào)節(jié)，無法實現(xiàn)線性調(diào)光。為此，本文在分析了LED色溫調(diào)節(jié)的常規(guī)方法存在的問題的基礎(chǔ)上，提出一種LED色溫調(diào)節(jié)的新方法，與大家探討，新方法僅采用一個LED調(diào)光電源，在LED調(diào)光電源后僅增添幾個器件即可實現(xiàn)LED燈具的色溫調(diào)節(jié)和亮度調(diào)節(jié)且互不干擾，有利于降低了成本，提高電源可靠性，對于LED的控制具有應用價值。
一、LED色溫調(diào)節(jié)的常規(guī)方法
1.LED色溫調(diào)節(jié)的常規(guī)方法
LED色溫可調(diào)的燈具采用高低兩種色溫的白光LED陣列，兩種LED陣列密集交替排布使兩種色溫充分混光，通過調(diào)節(jié)兩種LED的驅(qū)動電流比例能夠?qū)崿F(xiàn)總體色溫調(diào)節(jié)[3]。圖1給出了這種方法的結(jié)構(gòu)框圖。PWM1信號用來調(diào)節(jié)可調(diào)光電源P1的輸出電流I1，I1驅(qū)動暖白LED陣列；PWM2信號用來調(diào)節(jié)可調(diào)光電源P2的輸出電流I2，I2驅(qū)動冷白LED陣列。通過調(diào)節(jié)PWM1信號與PWM2信號的占空比比例來調(diào)節(jié)暖白LED陣列和冷白LED陣列的亮度比例，由于兩種LED的充分混光，實現(xiàn)了燈具的整體溫調(diào)節(jié)。
2.LED色溫調(diào)節(jié)的常規(guī)方法存在的問題
人們往往不希望調(diào)節(jié)色溫時燈光的明暗程度發(fā)生變化或者調(diào)光時色溫發(fā)生明顯偏移，也就是說希望調(diào)色溫和調(diào)光互不干擾，這樣可以通過調(diào)光和調(diào)色溫的不同組合配置更多的光環(huán)境。然而，上述方案難以滿足這一要求。
(1)難以實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)
目前大多成熟的LED可調(diào)光驅(qū)動電源方案中，電源管理芯片通常只提供一個調(diào)光引腳。采用上述常規(guī)方法調(diào)節(jié)色溫時，為了實現(xiàn)雙電源的輸出電流比例的調(diào)節(jié)，兩個電源的調(diào)光引腳都將被占用，因此沒有實現(xiàn)調(diào)節(jié)色溫的同時獨立調(diào)光的硬件資源。
(2)電源效率過低，降低了電源可靠性
由于LED是低壓直流光源，因此LED驅(qū)動電源是降壓型AC-DC恒流電源，這種電源的效率隨電源功率降低而降低。圖2給出了采用了富士通MB39C602芯片的LED電源的效率隨輸入功率變化的實測曲線，輸入功率為3W時電源效率相比輸入功率為15.5W時的效率降低了17%。色溫調(diào)節(jié)的常規(guī)方法中，可能始終有一個電源的輸入功率較小。這意味著該電源的效率降低，功率損耗增加。功率損耗在電源中主要表現(xiàn)為熱能，并產(chǎn)生高于環(huán)境溫度的溫升。經(jīng)驗表明，溫度每升高10℃，系統(tǒng)失效的可能性增加一倍，這將極大的降低系統(tǒng)的可靠性。另一方面，功耗增加將導致光效降低，減弱LED的節(jié)能優(yōu)勢。
二、LED色溫調(diào)節(jié)的新方法
1.LED色溫調(diào)節(jié)的新方法
新方法采用了PWM調(diào)光驅(qū)動電源方案，并在電源后端電路中增設(shè)了色溫調(diào)節(jié)電路，該色溫調(diào)節(jié)電路采用PWM開關(guān)調(diào)光的方式調(diào)節(jié)冷白LED陣列和暖白LED陣列的導通時間比例，實現(xiàn)色溫調(diào)節(jié)。
該方案采用PWM1信號控制電源的調(diào)光端子，通過調(diào)節(jié)PWM1的占空比來調(diào)節(jié)LED的輸出電流Io進而實現(xiàn)LED燈具調(diào)光。
為了實現(xiàn)色溫調(diào)節(jié)，將導通壓降比較接近的一路冷白LED陣列和一路暖白LED陣列并聯(lián)接于電源輸出端，采用功率開關(guān)管MOS1和MOS2分別控制冷白LED陣列的通斷和暖白LED陣列的通斷。PWM2信號連接MOS1的柵極，實現(xiàn)對冷白LED陣列導通時間的控制，PWM2經(jīng)反相器后得到反相的信號PWM3連接MOS2柵極，控制暖白LED陣列的導通時間。
PWM2為高電平時，PWM3為低電平，故冷白LED陣列導通，暖白LED陣列斷開，反之亦然。調(diào)節(jié)PWM2的占空比來調(diào)節(jié)單位時間內(nèi)冷白LED陣列和暖白LED陣列的導通時間比例，利用人眼存在暫留時間，實現(xiàn)了色溫的變化效果。
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