如何選用LED 驅動器於燈條調光應用?
文 / MWEU Dr. Wen Wu / Email:wen@meanwell.eu
簡介
LED調光功能是有節省能源、提高生活品質、改善光源效能/壽命等等優點，其調光效能是取決於所搭配的LED 光源及驅動器。一般而言，LED光源可以簡單區分為兩個大類：單單LED 二極體本身以及配有電阻的LED 二極體，有時，LED光源被設計成內含DC-DC 變流器的一個模組，然而這樣複雜的模組不在我們這篇文章的討論範圍內。在LED光源或模組為單單LED二極體本身時，實用常見的調光方法為調整輸入LED電流的振幅，因此設計LED驅動器應該滿足這個需求，好比明緯HLG家族的特點就是電流可調整、並由具有DC1-10V* 或 10V 脈衝寬度調變或甚至只有一個簡單的電阻器之外接調節器來控制。而另一種LED 光源就是配有電阻器的LED 二極體，簡稱為LED 燈條，LED 燈條被廣泛使用是因為它具有跟LED 二極體串聯的電阻，所以電壓相對地固定，因此使用者或組裝者可以取用任一固定電壓光源/LED驅動器來啟動LED燈條。常見的LED燈條是由12V或24V啟動，但調光可能會有點難度。本文說明了使用電流振幅調光方式的驅動器於LED燈條的問題，也順帶討論一些常見調光問題的情形，我們建議最適當也最簡單的LED燈條調光方案是使用具有輸出脈衝寬度調變PWM的可調光LED驅動器。
當調節LED燈源光度時，常見的不理想情形
聽起來調光似乎是件簡單的事，事實上想要有良好並順暢的調光表現需要考慮很多要素，表一所示: 不理想的調光狀況。
表一 常見調光問題
當使用電流振幅可調式LED 驅動器來調節LED 燈條光的時候，dead travel是經常發生的問題。雖然當LED驅動器是滿載狀態，如附圖1(a)所示時是可以運轉地很好，可是當LED 驅動器非滿載或是部分載時，使用者會發現條光不是很順暢。
注意: 新一代明緯LED驅動器的特性 DC0-10V
圖一 明緯電流振幅調整LED驅動器 HLG-100於不同負載(長度))狀況聯接於LED燈條: (a)滿載(長度)結果產生最好的調光表現；(b) 負載70% 則暗示了不完美調光效果； (c) 負載30% 暗示了最差的調光結果，因為可調光範圍太窄。
輸出脈衝寬度調變解決
如果應用是在滿載狀況下使用LED 驅動器，那就不存在dead travel的問題。況且，當LED驅動器僅是在比其額定功率低很多的狀態下使用時，那使用高瓦數驅動器就沒有什麼意義了。是的，以上論點沒錯，但可能並不是很實際，事實上LED燈條經常在長度無法準確預估的情況下使用，譬如說:酒吧或餐廳裡使用的裝飾燈，所以解決方案是使用具有輸出脈衝寬度PWM調變的LED驅動器來實現調光，而不是改變電流振幅。輸出光度靠調光訊號的負載循環來減低輸出燈光強度，重要的參數是調光解析和輸出脈衝寬度調變PWM的頻率，最低調光強度應該低至0.1%，以達到8bit的調光解析度來符合所有的應用，輸出脈衝寬度調變PWM頻率應該能盡可能高，以防止表一所示閃爍議題，根據文獻，建議至少保持高過1.25kHz，以降低人眼所見的鬼影閃爍。
結論
最好的LED燈條調光方案是使用輸出脈衝寬度調變PWM，因此方法解決常見調光問題中dead travel的問題。明緯提供的脈衝寬度調變系列，40~120瓦內，特性是一個調光有三個類比(數位一: DALI正在開發中)，有IP67保護，是適用於LED燈條應用的驅動器。
備註: 參考來源: Designing to Mitigate Effects of Flickering LED Lighting by Brad Lehman and Arnold J. Wilkins 2014
簡介
LED調光功能是有節省能源、提高生活品質、改善光源效能/壽命等等優點，其調光效能是取決於所搭配的LED 光源及驅動器。一般而言，LED光源可以簡單區分為兩個大類：單單LED 二極體本身以及配有電阻的LED 二極體，有時，LED光源被設計成內含DC-DC 變流器的一個模組，然而這樣複雜的模組不在我們這篇文章的討論範圍內。在LED光源或模組為單單LED二極體本身時，實用常見的調光方法為調整輸入LED電流的振幅，因此設計LED驅動器應該滿足這個需求，好比明緯HLG家族的特點就是電流可調整、並由具有DC1-10V* 或 10V 脈衝寬度調變或甚至只有一個簡單的電阻器之外接調節器來控制。而另一種LED 光源就是配有電阻器的LED 二極體，簡稱為LED 燈條，LED 燈條被廣泛使用是因為它具有跟LED 二極體串聯的電阻，所以電壓相對地固定，因此使用者或組裝者可以取用任一固定電壓光源/LED驅動器來啟動LED燈條。常見的LED燈條是由12V或24V啟動，但調光可能會有點難度。本文說明了使用電流振幅調光方式的驅動器於LED燈條的問題，也順帶討論一些常見調光問題的情形，我們建議最適當也最簡單的LED燈條調光方案是使用具有輸出脈衝寬度調變PWM的可調光LED驅動器。
當調節LED燈源光度時，常見的不理想情形
聽起來調光似乎是件簡單的事，事實上想要有良好並順暢的調光表現需要考慮很多要素，表一所示: 不理想的調光狀況。
表一 常見調光問題
當使用電流振幅可調式LED 驅動器來調節LED 燈條光的時候，dead travel是經常發生的問題。雖然當LED驅動器是滿載狀態，如附圖1(a)所示時是可以運轉地很好，可是當LED 驅動器非滿載或是部分載時，使用者會發現條光不是很順暢。
注意: 新一代明緯LED驅動器的特性 DC0-10V
圖一 明緯電流振幅調整LED驅動器 HLG-100於不同負載(長度))狀況聯接於LED燈條: (a)滿載(長度)結果產生最好的調光表現；(b) 負載70% 則暗示了不完美調光效果； (c) 負載30% 暗示了最差的調光結果，因為可調光範圍太窄。
輸出脈衝寬度調變解決
如果應用是在滿載狀況下使用LED 驅動器，那就不存在dead travel的問題。況且，當LED驅動器僅是在比其額定功率低很多的狀態下使用時，那使用高瓦數驅動器就沒有什麼意義了。是的，以上論點沒錯，但可能並不是很實際，事實上LED燈條經常在長度無法準確預估的情況下使用，譬如說:酒吧或餐廳裡使用的裝飾燈，所以解決方案是使用具有輸出脈衝寬度PWM調變的LED驅動器來實現調光，而不是改變電流振幅。輸出光度靠調光訊號的負載循環來減低輸出燈光強度，重要的參數是調光解析和輸出脈衝寬度調變PWM的頻率，最低調光強度應該低至0.1%，以達到8bit的調光解析度來符合所有的應用，輸出脈衝寬度調變PWM頻率應該能盡可能高，以防止表一所示閃爍議題，根據文獻，建議至少保持高過1.25kHz，以降低人眼所見的鬼影閃爍。
結論
最好的LED燈條調光方案是使用輸出脈衝寬度調變PWM，因此方法解決常見調光問題中dead travel的問題。明緯提供的脈衝寬度調變系列，40~120瓦內，特性是一個調光有三個類比(數位一: DALI正在開發中)，有IP67保護，是適用於LED燈條應用的驅動器。
備註: 參考來源: Designing to Mitigate Effects of Flickering LED Lighting by Brad Lehman and Arnold J. Wilkins 2014