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如何營造合適的光環境 LED調光有什么奧秘

ZBKn_eLicht ? 作者:工程師飛燕 ? 2018-11-01 15:17 ? 次閱讀

自從人們發現不同的光線氛圍能影響人的情緒,調光的需求就愈加明顯,而好的控制器/電源就像人的心臟,是 LED 燈具持續工作的必需基礎,必需滿足 LED 燈具對調光范圍、精度、效率轉化、使用壽命、兼容性等苛刻要求。

我們生活、旅游、工作都離不開照明,正如許多手機廠商越來越重視手機拍照效果,從“照亮你的美”到“柔光雙攝”、“AI 美顏”,這些宣傳語幾乎成了全民皆知的關鍵詞,但與其說是“照亮”,“如何營造合適的光環境襯托你的美”或許才是拍照的先決條件,這就不得不說商業照明常常提及的LED 調光。

▲好的鏡頭首先要迎合環境氛圍

在室內環境中,我們或多或少都意識到 ---氛圍的營造靠的不是照亮,而是明暗相融。燈光氛圍就像是感官體驗的催化劑,在越來越多的商業環境投入使用,而構建一個完整的光環境離不開優質的調光驅動電源。

所以,怎樣才是好的調光電源?---我們要先從以下三種主要的調光方式(電源輸出信號)說起。

小知識分享:

在LED商業照明中,我們最常聽到的是關鍵詞,如:DMX、DALI、0/1-10V、可控硅(TRIAC)、WIFI、藍牙RFZigBee ··· ,被很多人誤認為是決定調光好壞的標準,這些均為電源的輸入信號,選擇不同的輸入信號主要因為環境(安裝、布線)、功能、成本、后期拓展的靈活性考量,但是與評判調光質量好壞基本無關,調光效果的質量主要由電源的輸出調光方式決定。

CCR(模擬)調光

▲某品牌0-10V電源采用CCR(模擬)調光輸出的曲線圖(約8%輸出電流LED直接熄滅)

模擬調光/電流恒定降低(CCR, Constant Current Reduction)調光,指的就是改變通過 LED 的電流來線性調整LED的亮度,理想情況下 LED 的亮度與通過電流成正比。

這種調光原理在 LED 上進行調光時有以下幾個特性:

?調光時不產生低噪聲,在使用數碼攝像產品拍照攝影不會有紋波。

? 當電流發生變化時會造成 LED 的色偏。

?模擬調光的范圍較窄,多臺電源控制時一致性、調光線性差。

? LED 不是在額定的電壓和電流下工作,長期工作會縮短 LED 使用壽命。

?由于 LED 驅動器始終處于工作狀態,隨著電流減少,LED 驅動器轉換效率迅速降低,因此會增加電源系統的功率損耗。

*紅色為優勢,藍色為劣勢

▲某CCR(模擬)調光電源實拍

CCR(模擬)+PWM調光

▲CCR(模擬)+PWM調光原理圖(P值以下轉為PWM調光方式)

CCR(模擬)+PWM 調光,指的是在模擬調光的基礎上在低區加入 PWM調光,其目的是希望通過 PWM 來彌補模擬調光范圍不足的問題,同時保留模擬調光中高區拍攝無頻閃的優勢。但在吸收兩者優點的同時,也將兩者缺點兼并了過來,在實際應用過程中表現的特性為:

?對比單純的模擬調光,調光范圍向低亮度延伸,應用場景更廣。

?保留了中高亮度下的調光無頻閃的優勢。

?模擬調光時精準度不高,調光線性不好的問題并沒有改善。

?在模擬與 PWM 轉變的時候會不自然。

?低亮度下 PWM 調光仍可能存在頻閃問題,部分拍攝會有紋波現象。

?低區 PWM 是技術難點,大部分廠商在完成轉入 PWM 調光后,調光存在響應延時。

*紅色為優勢,藍色為劣勢

▲某模擬調光+PWM 調光電源實拍

PWM調光

▲PWM 調光原理圖

脈沖寬度調制(PWM,Pulse Width Modulation),簡稱脈寬調制。原理是通過 PWM 波開啟和關閉 LED 來改變正向電流的導通時間以達到亮度調節的效果。

這個方式常常被比喻成高頻次的開關動作,即 LED 反復處于0%亮度及100%亮度,所以 PWM 優勢和劣勢都很容易凸顯(如低亮度下的頻閃問題),對 PWM 技術的控制及打磨決定 PWM 調光的好壞,所以常規情況下的 PWM 特性也很明顯:

? 調光精確度極高,調光過程不會產生任何 LED 色偏,不影響 LED 壽命。

? 優質的 PWM 調光,在很大范圍內調光也不會發生閃爍現象。

?PWM 調光時,程序與硬件配合不好容易使驅動電路產生人耳聽得見的低噪。

?若 PWM 脈沖頻率很低的話,人眼就會感到閃爍,如果頻率不高,普通數碼攝像產品拍照攝影也可以捕抓到波紋、頻閃現象。

? 若 PWM 頻率過高,雖然可以達到無頻閃的標準,但是調光灰度級別區間則會縮減,并在低亮度時出現閃爍。

*紅色為優勢,藍色為劣勢

▲某品牌(左)與雷特(右)高頻豁免級別的調光效果對比

小總結

PWM 是目前最理想的 LED 調光方式,但是要提高 PWM 頻率又不影響灰度區間的效果,是世界性的難題,也是全球各大廠商追求的目標。

實現優質的調光效果還需要一定的技術實力,利用 PWM 技術并對其進行打磨,克服這個難題則可以打造出與眾不同的燈光效果。目前業界個別品牌最低調光深度達1%。

2016年,雷特已突破技術瓶頸達到0.1%調光深度,頻閃指標為國內首家達到高頻豁免級別的公司。

好的調光電源就這樣了嗎?▲▲▲

▲固定亮度下,人眼感知亮度遠比測量亮度要大

因為人眼感知與測量亮度的差異,當人眼需要暗光氛圍時的亮度必須比測量亮度低得多,所以調光的范圍難點最終停留在人眼最為敏感的低亮度區域。目前各大品牌采用 PWM 調光方式的電源均有自己的優化方案,但做到范圍廣、高深度、全程無頻閃的有效解決方案并不多。

兩年前,雷特開創 LED 0.1%深度無頻閃調光(高頻豁免級別),如今無人超越!

兩年后,再探索,革命性的 T-PWM 超深度調光技術,將引領 LED 行業下個十年!

雷特革命性的 T-PWM 超深度調光技術,與前面三種調光方式相比,除了解決了上述調光方式的所有缺點及保留了所有的優點外,T-PWM 調光還具有以下重要突破:

?0-100%全范圍調光,LED 調光深度<0.1%。(現有電流表精度已無法測量最小電流值)

? 頻閃指標達到無頻閃,高頻豁免級別。(IEEE-PAR 1789 標準)

?選用獨特的程序算法與硬件搭配,人眼視覺感受更加舒適,低亮度調光極致柔和。(超越傳統白熾燈調光效果)

未來,雷特將持續攻克技術難點,追求極致的產品體驗,為客戶呈現高品質的 LED 調光電源及智能控制器。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:LED 調光沒有秘密 | 怎樣才是好的調光電源?

文章出處:【微信號:eLicht,微信公眾號:云知光照明微課堂】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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