高效节能的白光LED照明调光控制系统
面对日益严峻的能源危机，高效照明技术逐渐受到广泛关注，白光其中发光二极管（LED）因其卓越的白光能效和持久的使用寿命，成为各类照明应用的白光首选。LED利用半导体材料通过PN结转换电能为光能，白光以其高效率、白光低功耗和低电压驱动等优点，白光广泛应用于消费电子产品如手机、白光液晶电视的白光背光源等领域。而高亮度LED则被视为传统白炽灯的白光理想替代品，拥有更长的白光使用寿命和更高的能效特性，同时在低温环境下依然能够稳定工作。白光为进一步提升LED照明系统的白光性能，本文将介绍一种具备成本优势的白光高亮度白光LED调光方法。
在高亮度LED（HBLED）工作状态下，白光其导通电压可达3至5V，工作电流范围在0.15至3A之间。LED的亮度与通过其的正向电流基本成正比，因此为其提供适配的电源或驱动电路是应用中的关键技术。目前，HBLED的调光方法主要有两种：第一种是脉冲宽度调制（PWM）调光，通过在高于200Hz的频率下以不同的占空比来控制LED的开启和关闭，确保LED在导通时输出最大电流而关断时无电流流过，从而维持色彩一致性。第二种则是直接控制LED串的电流，这可能会导致LED串的电压波动，从而产生轻微的色差。在实际应用中，用户能在使用调光器的过程中，通过视觉感知到明显的色彩变化。
通常，高亮度白光LED采用恒流电源设计，以确保LED在工作过程中不会受到过量电流的影响。随着LED温度上升，其电压降会减少，使用恒压电源时，电流过大可能导致LED损坏。而脉冲宽度调制（PWM）方式常用来调节LED亮度，频率通常设置在超过人耳可听范围的高频（20kHz以上），使LED保持持续亮度。市面上常见的LED驱动方式包括降压型、升压型和升降压型三种类型。LM3402是一款性能卓越的降压型稳压器，能够驱动多达五个LED，其广泛应用于汽车等领域，具有高性价比，是LED驱动IC中的佼佼者。
1 系统结构
1.1 总体结构
由于单个HBLED的亮度无法满足多样化需求，因此需由多个LED组成阵列。采用一个LM3402驱动 cinco 个高亮度LED串，配备微处理器P89LPC932实现PWM调节，能够无级调节各个HBLED的通电电流，流量范围在120至350mA之间。
1.2 人机界面
操作面板配备三个功能按钮（关灯、增加亮度和降低亮度）以及四个LED指示灯。按下关灯按钮可迅速熄灭所有HBLED，当再次按下则恢复至先前亮度；同时设备在掉电或重启后能够维持设定亮度。增加及降低按钮用于调节HBLED亮度，每个指示灯显示亮暗两个层次，共可实现八个级别的亮度指示。
1.3 驱动电路
驱动电路是LED调光系统的核心，结合了微处理器P89LPC932和LM3402恒流电路。LM3402是一款降压型的稳压器，能够驱动并保障多个HBLED串的恒定电流。其输入电压范围适用于多种应用，当兼容LM3402HV使用时，电压最高可达75V。电流设定环路的设计考虑到多模块的构建，确保任意组合的LED均能稳定工作。典型应用电路图展示了设定电阻的关键连接方式，以保持LED运行时电流波动在10mA以内工作。
2 程序设计
2.1 程序结构
控制程序根据三个按钮的输入状态，执行开关及亮度调节，并通过指示灯进行状态反馈。内置EEPROM单元将PWM占空比进行保存，提升用户体验。
2.2 PWM发生
通过对LM3402的DIM端口进行PWM调节来控制HBLED串的电流输出。为避免产生听觉噪声，PWM信号的频率应设置在200Hz到20kHz之间，以实现高效稳定运行。
2.3 节能模式
经实测，在同等照明要求下，LED调光系统的功耗比白炽灯降低超过90%。为进一步降低能耗，当HBLEDs处于待机或关机状态时，功耗降至最低。微处理器P89LPC932具备低功耗特点，以中断触发为基础唤醒外部功能模块，确保系统在高效节能方面的表现。
3 结论
本文提出了一种基于恒流驱动电路LM3402的LED调光控制系统，利用PWM技术实现灵活亮度调节，系统整体功耗低，适应于大多数LED照明改造项目，符合现代低碳经济的发展需求。随着LED技术的不断进步，HBLED的市场前景更加广阔，现已实现规模化生产，社会效益显著。
有效建议与应对措施
1、实施LED照明改造时，应充分考虑能源效率与成本效益，以达成最佳平衡。
2、在选购LED元件时，建议选择具备优秀散热设计和较长使用寿命的产品，以减少维护成本。
3、加强用户对LED照明产品特性的了解，合理运用调光技术，以提升整体使用体验。