LED 灯为什么一般使用 PWM 进行调制

引言

我们知道LED发光二极管可以用到很多地方,例如指示灯、LED屏幕等。我们从一颗简单的LED灯珠来进行分析。

以红色 0603 LED 为例:

图片

以最简单的发光电路分析:

图片

其中 R1 是一个限流电阻。

此时,如果我们用最直接的想法,想去改变灯的亮度,就会有两种做法:

  1. 调整两端的电压
  2. 电压不变,改变电流

直接解决方案

1. 调整两端电压

查阅技术规格书不难发现,如果我们选择改变电压调整亮度的话,LED 可工作的电压范围其实是很窄的:

图片

如图,只有 1.6V - 2.6V 的区间可以工作。我们分成三个挡位进行测试:

图片

测试结果如下:

图片

可以看到当电压变化时,主波长也跟着进行了变化,这是我们不想看到的。

2. 电压不变,改变电流

当电流变化时,光强的变化不是线性变化,这使得我们难以对亮度进行调节。

另外,当电流变化时,主波长也会跟着变化。

改电压/电流方案小结

无论我们选择调节电流还是电压,主波长都会发生偏移,我们在做显示的时候,不希望色温产生偏移;我们在做指示灯的时候,也知道调整他的电流或者电压不是那么的方便,因为我们实际的电路的电源是通过DCDC或者是LDO来产生电源电压,调整起来并不方便,同时限流电阻又是固定的,所以我们调整电流也不方便。

那么有没有办法不改电压也不改电流就可以调节光的亮度呢?

有的,那就是用 PWM 调制。

更好的解决方案

线性调制 PWM

  • 固定电压、电流
  • 尽可能保持颜色不变
  • 带来了闪烁

当我们关掉电源,就是灯灭,打开电源,就是灯亮,通过快速开关改变频率就可以达到改变灯的亮度的目的。同时当频率足够快时我们就感觉不到灯的闪烁了。

这就是为什么我们通常用 PWM 调制用于 LED上面。

参考资料

1 个赞