本發(fā)明涉及LED照明調(diào)光領(lǐng)域，具體涉及一種電壓和占空比雙控的LED照明調(diào)光方法。

背景技術(shù)：

目前，由于調(diào)光技術(shù)的普及，各種帶有顯示屏幕的終端、手機(jī)、PDA、電腦、顯示器、電視，甚至于汽車儀表板、飛機(jī)座艙儀表等照明設(shè)備均已具備亮度調(diào)節(jié)功能。這類照明設(shè)備已大量采用LED光源，需要對LED光源進(jìn)行調(diào)光。

LED調(diào)光的方法傳統(tǒng)上有兩種：一種方法是改變其工作電壓的方式進(jìn)行調(diào)光，此種方法需要設(shè)計(jì)可調(diào)的電壓源，電路復(fù)雜，成本高，當(dāng)亮度較低時(shí)，電路損耗大；且LED在低亮度時(shí)其亮度和電壓的線性度很差，精確控制需要付出較高的代價(jià)；LED光電特性的一致性差異較大，在低工作電壓下，其亮度差異較大，難于實(shí)現(xiàn)低亮度的調(diào)節(jié)。另一種方法是采用占空比的調(diào)節(jié)方式，其原理為：通過高于人眼視覺暫留時(shí)間的頻率對LED進(jìn)行高頻率地開關(guān)，通過控制開通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間的比例，達(dá)到對LED亮度調(diào)節(jié)的目的。此方法的優(yōu)點(diǎn)是LED工作在開關(guān)狀態(tài)，顏色不發(fā)生偏移，調(diào)光線性度極好，且電路極為簡潔，成本低，同時(shí)因亮度調(diào)節(jié)元器件工作在開關(guān)狀態(tài)，發(fā)熱量很小，提高了可靠性。但是，由于人眼對亮度的適應(yīng)范圍很大，對LED的亮度變化范圍要求極大，例如夜間人眼暗適應(yīng)后低至0.01cd/m²的亮度人眼就覺得很亮，日間高達(dá)1300cd/m²的亮度也并不覺得刺眼。若單純采用占空比調(diào)節(jié)，為提高控制的動態(tài)范圍，必須提高脈沖的分辨率，但是當(dāng)脈沖分辨率提高后，在低占空比下，脈沖寬度非常窄，由于線路寄生電感，線路、開關(guān)元器件、LED光源等電路上的分布電容的影響，形成積分效應(yīng)，會出現(xiàn)占空比丟失的現(xiàn)象，表現(xiàn)為占空比調(diào)節(jié)到低端時(shí)，LED亮度不可調(diào)，或者出現(xiàn)亮度抖動現(xiàn)象，造成低亮度下LED調(diào)光效果很差，無法實(shí)現(xiàn)非常低的亮度的調(diào)節(jié)。因此，迫切需要尋找一種LED調(diào)光方法，該方法需要實(shí)現(xiàn)LED超大動態(tài)范圍的亮度調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種調(diào)節(jié)動態(tài)范圍大、效率高、連續(xù)好的電壓和占空比雙控的LED照明調(diào)光方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種電壓和占空比雙控的LED照明調(diào)光方法，其通過改變LED工作電壓和驅(qū)動占空比的方法來對LED進(jìn)行調(diào)光，在低亮度要求下，保持當(dāng)前占空比不變，通過調(diào)節(jié)LED的工作電壓進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)；當(dāng)LED亮度達(dá)到某一預(yù)設(shè)值，為高亮度要求下，保持當(dāng)前工作電壓不變，通過調(diào)節(jié)LED的占空比進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)；當(dāng)占空比調(diào)到某一預(yù)設(shè)值，保持當(dāng)前占空比不變，通過調(diào)節(jié)工作電壓進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。

下一電壓檔位下LED的最大亮度等于當(dāng)前電壓檔位下LED的最低亮度。

最小占空比的設(shè)置應(yīng)考慮硬件能夠響應(yīng)的極限，即在該最小占空比下，LED能夠可靠開關(guān)。

用于共同調(diào)節(jié)LED亮度的調(diào)節(jié)電源與占空比調(diào)節(jié)電路相互串聯(lián)。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：本發(fā)明通過改變LED工作電壓和驅(qū)動占空比的方法來對LED進(jìn)行調(diào)光。在保持脈沖分辨率不變的情況下，在不同的亮度調(diào)節(jié)要求下，分檔位調(diào)節(jié)LED的調(diào)光電壓。在低亮度要求下，降低LED的工作電壓；在高亮度要求下，增大LED的工作電壓。在每個(gè)檔位下，脈寬調(diào)光的動態(tài)范圍保持不變，因此每增設(shè)一個(gè)電壓檔位，相當(dāng)于增大調(diào)光的動態(tài)范圍一倍。由于調(diào)光電壓僅僅只是分檔，無需調(diào)節(jié)到很低的電壓，提高了轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)由于脈沖的分辨率不變，這樣就可以兼顧對亮度調(diào)節(jié)的大動態(tài)要求，又可以降低成本，提高轉(zhuǎn)換效率和可靠性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明一種電壓和占空比雙控的LED照明調(diào)光方法的實(shí)現(xiàn)原理。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于了解，下面結(jié)合圖示與具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

本發(fā)明電壓和占空比雙控的LED照明調(diào)光方法的電路圖，如圖1所示，其硬件電路包括可調(diào)電壓源1、限流電阻2、LED光源3、電子開關(guān)4和脈沖信號源5。其中，可調(diào)電壓源1、限流電阻2、LED光源3、電子開關(guān)4順次串聯(lián)，且脈沖信號源5發(fā)送電子開關(guān)4控制指令，以控制占空比。

本實(shí)施例中，設(shè)可調(diào)電壓源的輸出電壓為V_n(n＝1,…,N)；脈沖信號源的占空比為D_m(m＝1,…,2^a),則LED的亮度為輸出電壓和占空比的函數(shù)，即LED的亮度為f(V_n,D_m)。其中，最小占空比D₁的設(shè)置應(yīng)考慮硬件能夠響應(yīng)的極限，即在該最小占空比下，LED能夠可靠開關(guān)，D_m為當(dāng)前占空比。

在低亮度要求下，保持當(dāng)前占空比D₁不變，通過調(diào)節(jié)LED的工作電壓V_n進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，V_n增大亮度增亮；當(dāng)LED亮度達(dá)到某一預(yù)設(shè)值，為高亮度，保持當(dāng)前工作電壓V_n不變，通過調(diào)節(jié)LED的占空比D_m進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)；通過增加D_m，亮度進(jìn)一步提高，從而增大調(diào)節(jié)范圍。當(dāng)亮度需調(diào)低時(shí)，占空比D_m調(diào)到預(yù)設(shè)值D₁，保持當(dāng)前占空比D₁不變，通過減小電壓V_n進(jìn)行進(jìn)一步亮度調(diào)節(jié)，從而增大調(diào)光范圍。

其中，V_n和D_m的設(shè)置應(yīng)滿足f(V_n-1,D_m)＝f(V_n,D₁),即保證下一電壓檔位下LED的最大亮度等于當(dāng)前檔位下LED的最低亮度，以保證各電壓檔位下LED的亮度不重疊。另外，由于根據(jù)工作電壓由高到低的順次，V_n為前檔的工作電壓，V_n-1為下一電壓檔的工作電壓?？梢姡c單純采用占空比調(diào)光的方法相比，LED的調(diào)光動態(tài)范圍由2^a增大到N×2^a，可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的調(diào)光，特別是在低亮度下的大范圍調(diào)光。

以上對本發(fā)明所提供的電壓和占空比雙控的LED照明調(diào)光方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，其中可調(diào)電壓源和LED的電子開關(guān)驅(qū)動方法為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。