一种电压和占空比双控的LED照明调光方法技术

技术编号:15524704 阅读:178 留言:0更新日期:2017-06-04 13:09
本发明专利技术属于LED照明技术,具体涉及一种电压和占空比双控的LED照明调光方法。本发明专利技术的硬件构成包括可调电压源、限流电阻、LED光源、电子开关和脉冲信号源。本发明专利技术同时通过改变LED工作电压和驱动占空比的方法来对LED进行调光。在保持脉冲分辨率不变的情况下,在不同的亮度调节要求下,分档位调节LED的调光电压。在低亮度要求下,降低LED的工作电压;在高亮度要求下,增大LED的工作电压。在每个档位下,脉宽调光的动态范围保持不变,因此每增设一个电压档位,相当于增大调光的动态范围一倍。由于调光电压仅仅只是分档,无需调节到很低的电压,同时由于脉冲的分辨率不变,这样就可以兼顾对亮度调节的大动态要求,又可以降低成本,提高转换效率和可靠性。

LED lighting dimming method with double control of voltage and duty cycle

The invention belongs to the LED lighting technology, in particular to a LED lighting dimming method with voltage and duty cycle double control. The hardware structure of the invention comprises an adjustable voltage source, a current limiting resistor, an LED light source, an electronic switch and a pulse signal source. At the same time, the LED is dimming by changing the LED operating voltage and driving duty cycle. Under the condition that the pulse resolution is constant, the dimming voltage of the LED is regulated by the gear shift under different brightness regulation requirements. At low brightness requirements, the working voltage of the LED is lowered; the working voltage of the LED is increased under the requirement of high brightness. At each stall, the dynamic range of the pulse width dimming remains unchanged, so that each additional voltage stall is equivalent to doubling the dynamic range of dimming. Because dimming voltage is only divided into stalls, there is no need to adjust to the low voltage, at the same time as the pulse resolution is the same, so you can adjust the brightness of both high dynamic requirements, but also can reduce the cost, improve the conversion efficiency and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种电压和占空比双控的LED照明调光方法
本专利技术涉及LED照明调光领域,具体涉及一种电压和占空比双控的LED照明调光方法。
技术介绍
目前,由于调光技术的普及,各种带有显示屏幕的终端、手机、PDA、电脑、显示器、电视,甚至于汽车仪表板、飞机座舱仪表等照明设备均已具备亮度调节功能。这类照明设备已大量采用LED光源,需要对LED光源进行调光。LED调光的方法传统上有两种:一种方法是改变其工作电压的方式进行调光,此种方法需要设计可调的电压源,电路复杂,成本高,当亮度较低时,电路损耗大;且LED在低亮度时其亮度和电压的线性度很差,精确控制需要付出较高的代价;LED光电特性的一致性差异较大,在低工作电压下,其亮度差异较大,难于实现低亮度的调节。另一种方法是采用占空比的调节方式,其原理为:通过高于人眼视觉暂留时间的频率对LED进行高频率地开关,通过控制开通时间和关闭时间的比例,达到对LED亮度调节的目的。此方法的优点是LED工作在开关状态,颜色不发生偏移,调光线性度极好,且电路极为简洁,成本低,同时因亮度调节元器件工作在开关状态,发热量很小,提高了可靠性。但是,由于人眼对亮度的适应范围很大,对LED的亮度变化范围要求极大,例如夜间人眼暗适应后低至0.01cd/m2的亮度人眼就觉得很亮,日间高达1300cd/m2的亮度也并不觉得刺眼。若单纯采用占空比调节,为提高控制的动态范围,必须提高脉冲的分辨率,但是当脉冲分辨率提高后,在低占空比下,脉冲宽度非常窄,由于线路寄生电感,线路、开关元器件、LED光源等电路上的分布电容的影响,形成积分效应,会出现占空比丢失的现象,表现为占空比调节到低端时,LED亮度不可调,或者出现亮度抖动现象,造成低亮度下LED调光效果很差,无法实现非常低的亮度的调节。因此,迫切需要寻找一种LED调光方法,该方法需要实现LED超大动态范围的亮度调节。
技术实现思路
本专利技术提出一种调节动态范围大、效率高、连续好的电压和占空比双控的LED照明调光方法。为了实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:一种电压和占空比双控的LED照明调光方法,其通过改变LED工作电压和驱动占空比的方法来对LED进行调光,在低亮度要求下,保持当前占空比不变,通过调节LED的工作电压进行亮度调节;当LED亮度达到某一预设值,为高亮度要求下,保持当前工作电压不变,通过调节LED的占空比进行亮度调节;当占空比调到某一预设值,保持当前占空比不变,通过调节工作电压进行亮度调节。下一电压档位下LED的最大亮度等于当前电压档位下LED的最低亮度。最小占空比的设置应考虑硬件能够响应的极限,即在该最小占空比下,LED能够可靠开关。用于共同调节LED亮度的调节电源与占空比调节电路相互串联。本专利技术的技术效果是:本专利技术通过改变LED工作电压和驱动占空比的方法来对LED进行调光。在保持脉冲分辨率不变的情况下,在不同的亮度调节要求下,分档位调节LED的调光电压。在低亮度要求下,降低LED的工作电压;在高亮度要求下,增大LED的工作电压。在每个档位下,脉宽调光的动态范围保持不变,因此每增设一个电压档位,相当于增大调光的动态范围一倍。由于调光电压仅仅只是分档,无需调节到很低的电压,提高了转换效率;同时由于脉冲的分辨率不变,这样就可以兼顾对亮度调节的大动态要求,又可以降低成本,提高转换效率和可靠性。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术一种电压和占空比双控的LED照明调光方法的实现原理。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于了解,下面结合图示与具体实施方式,进一步阐述本专利技术。本专利技术电压和占空比双控的LED照明调光方法的电路图,如图1所示,其硬件电路包括可调电压源1、限流电阻2、LED光源3、电子开关4和脉冲信号源5。其中,可调电压源1、限流电阻2、LED光源3、电子开关4顺次串联,且脉冲信号源5发送电子开关4控制指令,以控制占空比。本实施例中,设可调电压源的输出电压为Vn(n=1,…,N);脉冲信号源的占空比为Dm(m=1,…,2a),则LED的亮度为输出电压和占空比的函数,即LED的亮度为f(Vn,Dm)。其中,最小占空比D1的设置应考虑硬件能够响应的极限,即在该最小占空比下,LED能够可靠开关,Dm为当前占空比。在低亮度要求下,保持当前占空比D1不变,通过调节LED的工作电压Vn进行亮度调节,Vn增大亮度增亮;当LED亮度达到某一预设值,为高亮度,保持当前工作电压Vn不变,通过调节LED的占空比Dm进行亮度调节;通过增加Dm,亮度进一步提高,从而增大调节范围。当亮度需调低时,占空比Dm调到预设值D1,保持当前占空比D1不变,通过减小电压Vn进行进一步亮度调节,从而增大调光范围。其中,Vn和Dm的设置应满足f(Vn-1,Dm)=f(Vn,D1),即保证下一电压档位下LED的最大亮度等于当前档位下LED的最低亮度,以保证各电压档位下LED的亮度不重叠。另外,由于根据工作电压由高到低的顺次,Vn为前档的工作电压,Vn-1为下一电压档的工作电压。可见,与单纯采用占空比调光的方法相比,LED的调光动态范围由2a增大到N×2a,可以实现更精细的调光,特别是在低亮度下的大范围调光。以上对本专利技术所提供的电压和占空比双控的LED照明调光方法进行了详细介绍,其中可调电压源和LED的电子开关驱动方法为现有技术,在此不再赘述。对于本领域的一般技术人员,依据本专利技术实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网
...
一种电压和占空比双控的LED照明调光方法

【技术保护点】
一种电压和占空比双控的LED照明调光方法,其特征在于,通过改变LED工作电压和驱动占空比的方法来对LED进行调光,在低亮度要求下,保持当前占空比不变,通过调节LED的工作电压进行亮度调节;当LED亮度达到某一预设值,为高亮度要求下,保持当前工作电压不变,通过调节LED的占空比进行亮度调节;当占空比调到某一预设值,保持当前占空比不变,通过调节工作电压进行亮度调节。

【技术特征摘要】
1.一种电压和占空比双控的LED照明调光方法,其特征在于,通过改变LED工作电压和驱动占空比的方法来对LED进行调光,在低亮度要求下,保持当前占空比不变,通过调节LED的工作电压进行亮度调节;当LED亮度达到某一预设值,为高亮度要求下,保持当前工作电压不变,通过调节LED的占空比进行亮度调节;当占空比调到某一预设值,保持当前占空比不变,通过调节工作电压进行亮度调节。2.根据权利要求1所述的电压和...

【专利技术属性】
技术研发人员:段士龙夏小春
申请(专利权)人:上海航空电器有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1