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LED亮度与灰度在应用产品中的技术分析

上传人:孟庆云

上传时间: 2011-08-08

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  LED 人眼视觉曲线 PMW(脉宽调制技术) 恒流源

  目前,大多数工程师和从业人员均认识到恒流驱动是LED驱动的最佳方式,但是人们对恒流的认识就如LED能点亮就算应用一样,非常的肤浅,本文着重从波形上分析恒流源的特点,以此探讨恒流源在LED产品中的应用。

  LED为一种光电元器件,在照明应用中为一种可见光元器件,分析LED应用及其驱动,首先分析一下人对光的认识,分析光与人眼适应性之间的关系,从而分析出LED在作为产品光源时应到的目标。

  人们对光的认识是对亮的感知和对颜色的辨别,实际上人眼对物体亮度的识别是在亮度与视力间不是成正比的曲线关系,如下图(图一)所示:


  由图一所示,人眼对亮度的识别是非线性的,在物体表面亮度从0到0.0001尼特的变化,人眼能够非常敏感的辨识出来,亮度从0.0001至0.6尼特变化时,人眼对亮度的变化反映是迟钝的,如果引入灰度等级的概念也就是说,如果人眼能够辨别0-255级灰度的条件下,在0灰度与1级灰度间人眼对亮度的感觉非常的敏感,随着灰度等级在1级到24级间变化的时候,人眼对其每一级别间的变化较为不敏感,随着亮度的持续升高,人眼能够较为轻松的分辨灰度等级间的亮度变化,在人眼接受的能力范围内,达到灰度等级200级以上的时候,人眼对亮度的变化又呈现不敏感的状态。这种灰度等级分类技术在LED显示屏方面已经成功的应用。

  由上分析,我们在LED照明产品的研发上,怎么样符合人眼的感知?是最为关键的因素之一。

  目前LED调光手段采用恒流PMW(脉宽调制技术)调光技术,是一种从原理上能够较为完美的,符合LED特点的驱动技术,但是在实际的应用中LED驱动恒流电源,由于LED是一种功率器件以及其它辅助电路的影响,实际LED恒流源产品往往不能达到我们所期望值,造成LED产品设计的失败,或者LED照明产品不能达到实用要求。

  PMW恒流调光技术原理,是基于LED对电流影响较为敏感原理基础之上的,基于LED反应时间较为迅速的基础上的,理想状态下在特定时段内提供LED恒定的驱动电流,使LED在这一段时间内发出光能量是恒定的。而对于人眼来讲,如果这个时间段过于短暂,人眼就不能准确的识别出亮度的变化,因为人眼仅仅能够觉察到光源大于1/.24秒钟变化,如果变化短于这个时间,人眼将不能分辨,人眼感知的将是在1/24秒内亮度变化的平均值。这就是PMW恒流调光技术所要满足人眼感官的本质。

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