LED一般是恒流点亮的,如何改变LED的亮度呢?答案就是PWM控制。 在一定的频率的方波中,调整高电平和低电平的占空比,即可实现。 比如我们用低电平点亮一个LED灯,我们假设把一个频率周期分为 10个时间等份,如果方波中的高低电平占空比是9:1,这是就是一 个比较暗的亮度,如果方波中高低电平占空比是10:0,这时, 全部是高电平,灯是灭的。如果占空比是5:5,就是一个中间亮度, 如果高低比是1:9,是一个比较亮的亮度,如果高低是0:10,这时 全部是低电平,就是最亮的。 模拟调光控制法
包括计分板和道路标志在内,简单的文字数字显示器只有全亮/熄灭或是开启/关闭两种亮度,全彩视频则须在全亮和熄灭之间显示许多不同亮度。LED亮度控制方法可分为模拟调光和PWM调光两种。模拟调光通过改变LED电流来调整亮度,例如20mA正向电流如能让LED产生最大亮度,那么当正向电流降为5mA时,即可将亮度调整为25%。简单的模拟调光机制已能满足低阶显示器要求,然而其缺点在于LED会随着正向电流改变而产生色偏现象。图1显示一颗“真正”绿光LED颜色随着正向电流而改变的情况。这颗LED的最大亮度规格电流为20mA,当其亮度通过模拟调光减少为25%时,其色谱也会从525nm偏移到531nm,这种色偏移程度显然不可能被要求真实色彩的高画质显示器接受。
PWM调光控制法
PWM调光通过开启和关闭LED来改变正向电流导通时间以达到亮度调整效果,这种技术既能降低亮度,又能精确再现真实色彩。由于LED都是以最大电流导通,因此不会出现模拟调光技术的色偏
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移问题。开关动作虽可能造成灯光闪烁,但只要频率超过100Hz就可让人眼无法察觉。我们的眼睛可平均LED的导通和截止时间,以造成LED变暗的感觉,其亮度则与LED导通负载周期成正比,例如让LED以25%的最大电流导通时间就能产生25%的亮度。
脉冲导通电流可在不影响色纯度的前提下提供精确亮度控制,图2给出了模拟和PWM调光技术将20mA LED亮度调整为25%的比较。
PWM调光让每颗LED都能产生许多亮度,它们通常被称为灰阶。LED在任何时间所能提供的灰阶总数则为其亮度分辨率;高画质显示器需要数十万种亮度阶数才能精确地再现全动态视频所需的全色谱。TI等半导造商现能提供12位脉冲宽度调制的LED驱动器来满足这项要求,其12位分辨率可为每颗LED提供212=4,096种灰阶。彩色显示器的每个像素由红光、绿光和蓝光LED组成,只要调整它们的脉冲电流并将其色彩混合,每个RGB像素就能产生最多687亿种的颜色。
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