可以改变波形的占空比来控制LED发光二极管的亮度吗?

瓶子里的女人


改变驱动波形的占空比可以控制发光二极管的亮度

LED的发光亮度由通过二极管的电流控制,通过的电流越大,亮度越高。我们可以通过限流电阻来控制电流,由于限流电阻是固定的,没法做到动态改变LED的亮度。通过PWM可以实际LED无级调光。

PWM是什么?

PWM是脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)的英文缩写。PWM有三个重要的参数。

周期:每个波形的时间叫做周期。

频率:每秒钟产生波形的个数叫做频率。

占空比:每个波形周期内,高电平占的比例叫做占空比。

PWM控制LED亮度原理

通常我们可以用三极管或者MOS来驱动LED,控制LED的亮和灭。通过PWM来驱动三极管的基极(B)时,在PWM的高电平周期,三极管导通,LED点亮;在PWM的低电平周期,三极管截止,LED熄灭,LED在PWM信号的驱动下,会不断的亮灭亮灭。由于人的眼睛有视觉暂留性,LED高速闪动(频率超过50Hz)时,我们的眼睛是识别不出来的,LED看起来的效果就是一直点亮,PWM的占空比越大时,LED点亮的时间越长,LED看起来就越亮。

通过程序控制PWM的占空比由小到大,就可以实现LED慢慢点亮的效果了。如果通过三组PWM控制红(R)、绿(G)、蓝(B)三个LED,通过不同的PWM占空比组合,就可以混出任意的颜色和任意的亮度了。

通过PWM对LED进行无级调光是不是很有意思呢?

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通过改变波形的占空比来控制发光二极管的亮度,是目前发光二极管最常用的调光方法,采用这种方法调光时,只要调节PWM发生器的占空比,即可改变发光二极管的亮度。
PWM调光电路由PWM信号发生器及驱动电路两部分组成,PWM信号发生器可以选用CD4011之类的CMOS门电路或ATtiny13这类8脚单片机产生,驱动电路可以采用三极管或专用的驱动IC构成。


上图为PWM信号发生器的输出波形,从图中可以看出,PWM信号为矩形波信号,其占空比(即脉冲宽度与周期之比)越小,输出波形越窄,这样通过驱动电路加到发光二极管两端的电压的平均值就越小,发光二极管的亮度就较弱。若占空比为99.99%,发光二极管两端电压的平均值最大,此时发光二极管的亮度最高。这就是PWM的调光原理。
PWM调光在LED照明电路中很常用。上图是一款简单的低压LED恒流驱动电路,图中的PT4115是一款常用的带有PWM调光功能的LED恒流驱动IC,其DIM端为调光端,只要在该端输入频率合适的PWM信号,即可调节所驱动的LED灯珠的亮度。


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可以通过PWM 来改变LED的亮度的,12C 系列的单片机应该带了这个PWM控制器,应该很容易操作的。


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