在討論pwm調(diào)光技術(shù)與原理前，我們先了解一下LED調(diào)光。不同場(chǎng)合對(duì)于光的要求是不同的，同一個(gè)場(chǎng)合在不同的情境下對(duì)于光的要求也是不同的。舉一個(gè)最常見的例子，會(huì)議室，在會(huì)議上討論發(fā)言時(shí)燈光要求明亮，而投影儀演示時(shí)要求燈光調(diào)暗。再比如一些高級(jí)的會(huì)所、酒店、餐廳都會(huì)利用燈光來(lái)營(yíng)造不同的環(huán)境氛圍，所以光通量的大小通常由環(huán)境和用途決定。

　　當(dāng)下LED作為主要照明光源，改變光的輸出需求當(dāng)然在不斷增加。改變LED光輸出的方法一般有兩種：第一種是減小流經(jīng)LED的電流，而LED發(fā)射的光量與流經(jīng)LED的電流成正比;第二種方法是為L(zhǎng)ED提供脈波電流，LED發(fā)射出的光與工作周期(Duty Cycle)成正比(即pwm調(diào)光)。使用減小電流的方法進(jìn)行LED調(diào)光類似于大多數(shù)白熾燈泡使用的調(diào)光方法。這種減小電流的方法在為數(shù)不多的應(yīng)用中可以接受，但隨著光等級(jí)降低，LED發(fā)出的光色彩也根據(jù)電流而變化。電流較小時(shí)，色度(Chromaticity)朝向黃色變化。圖1顯示不同電流時(shí)的典型色度變化。

圖1 LED不同正向電流時(shí)的典型色度變化

　　白熾燈泡的亮度能夠藉減小電流的方法來(lái)調(diào)光至低于完整亮度的1%，因?yàn)榘谉霟羰墙逵呻娏髁鬟^(guò)燈絲，使燈絲發(fā)熱進(jìn)而發(fā)光。但使用減小電流的方法，極難將LED亮度調(diào)至低于完整亮度的5%，因?yàn)樗璧碾妷簞?shì)會(huì)導(dǎo)致矽結(jié)點(diǎn)破裂并開始導(dǎo)電。LED是二極體，隨著結(jié)點(diǎn)破裂，它就像是電子雪崩，電阻急速下降。要提供足夠電壓，使LED以極低電流導(dǎo)電非常困難。圖2顯示LED在不同正向電壓(V)條件下的典型正向電流的曲線。

圖2 LED在不同正向電壓條件下的典型正向電流

　　為L(zhǎng)ED提供脈波電流的方法也稱作PWM，pwm調(diào)光方法已經(jīng)成為改變光等級(jí)的首選方法。LED本身是矽元件，對(duì)應(yīng)流經(jīng)它們的電流導(dǎo)通及關(guān)閉而快速地導(dǎo)通和關(guān)閉。開關(guān)時(shí)間在100奈秒(ns)等級(jí)，相當(dāng)于最大頻率10MHz。應(yīng)用通常以100Hz～100kHz的頻率工作。頻率低于100Hz時(shí)，人眼會(huì)觀察到LED光閃爍。頻率在500Hz～20kHz之間時(shí)，電路可能產(chǎn)生能聽到的雜訊。調(diào)光是通過(guò)在單個(gè)開關(guān)周期的某部分時(shí)間內(nèi)將LED導(dǎo)通;而在此開關(guān)周期的其余部分時(shí)間內(nèi)，將LED關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種導(dǎo)通關(guān)閉周期稱作工作周期(D)，其表達(dá)方式為L(zhǎng)ED導(dǎo)通時(shí)間(TON)除以整個(gè)開關(guān)/導(dǎo)通周期時(shí)間(TS)(圖3)。

圖3 LED的開關(guān)周期示意圖及工作周期計(jì)算公式

　　在LED導(dǎo)通期間，流經(jīng)LED的電流保持恒定，使LED發(fā)射的光恒定，且無(wú)色度(色彩)變化。亮度與LED導(dǎo)通時(shí)間所占的百分比成正比。 LED調(diào)光既可通過(guò)減小電流，亦可通過(guò)縮短LED導(dǎo)通時(shí)間來(lái)進(jìn)行。減小電流的方法會(huì)導(dǎo)致LED光輸出的色彩變化，首選的方法是通過(guò)使用PWM調(diào)光訊號(hào)來(lái)縮短LED導(dǎo)通的時(shí)間。