LED rasvjeta ima široku primjenu zbog svoje učinkovitosti, izdržljivosti i dugog vijeka trajanja. Jedna od najzahtjevnijih stvari kod korištenja LED dioda je kontrola njihove svjetline. Ovdje je relevantno PWM prigušivanje. kontrola LED dioda PWM prigušivanje je metoda za regulaciju svjetline LED dioda promjenom širine pulsa električne struje. PWM prigušivanje postaje sve popularnije kao praktična i učinkovita metoda upravljanja LED svjetlima.

Što je PWM prigušivanje?

Sposobnost PWM-a da kontrolira niz uređaja u svakom području elektronike uvelike je odgovorna za njegovu široku upotrebu u modernoj elektroničkoj industriji. PWM signali koriste se za prigušivanje LED dioda, upravljanje motorima i pokretanje niza različite električne opreme. Dakle, koja je funkcionalnost PWM metodologije?

PWM je metoda za smanjenje prosječne isporučene snage električnog signala. Osim toga, postupak je završen uspješnim razdvajanjem signala na njegove sastavne dijelove. Što se tiče funkcionalnosti, prekidač između opterećenja i izvora može se brzo uključiti i isključiti kako bi se regulirala prosječna struja i napon koji se dovodi do opterećenja.

Mijenjanjem vremena tijekom kojeg je signal visok (UKLJUČENO) ili nizak (ISKLJUČENO), PWM omogućuje široki raspon svjetline (ISKLJUČENO). Za razliku od analognog prigušivanja, koje prigušuje LED diode mijenjanjem izlazne snage, PWM signal može biti UKLJUČEN ili ISKLJUČEN u bilo kojem trenutku, što znači da će LED diode dobiti puni napon ili bez struje (tj. davati 10 V umjesto 12 V za mijenjati svjetlinu).

Što je konstantno smanjenje struje (CCR)?

Korištenje električnih romobila ističe kontinuirano smanjenje struje tehnika osigurava stabilan protok struje do LED (CCR). Za razliku od PWM metode, u kojoj stanje LED-a fluktuira između uključenja i isključenja, LED je stalno uključen. Ipak, možete kontrolirati svjetlinu LED-a podešavanjem ili promjenom trenutnih razina pomoću CCR-a.

Prednosti CCR metode zatamnjenja:

• Idealno za udaljene aplikacije koje zahtijevaju duge žice i stroge EMI specifikacije.
• CCR drajveri imaju veća ograničenja izlaznog napona (60 V) od PWM drajvera (24.8 V). Ove se specifikacije odnose na upravljačke programe klase 2 koji imaju UL-certificiranje za korištenje u vlažnim i suhim okruženjima.

Nedostaci CCR metode zatamnjenja:

• Nedosljedno generiranje svjetla LED dioda pri vrlo niskim strujama čini CCR metodu neprikladnom za aplikacije koje zahtijevaju prigušivanje ispod 10% maksimalne svjetline. U zaključku, učinkovitost LED-a proizvedena ovom metodom na ovim trenutnim razinama je niža.
• Niska pogonska struja dovodi do nedosljedne nijanse.

PWM kao signal zatamnjenja

Proširimo naše trenutno razumijevanje modulacije širine pulsa. Sada se PWM mora prepoznati kao signal.

Signali modulacije širine impulsa sastoje se od nizova pravokutnih impulsa (PWM). U valnom obliku svakog signala postoje vrhovi i padovi. Vrijeme uključenja je kada je jačina signala visoka, dok je vrijeme isključenja kada je snaga signala niska.

Ispis

Radni ciklus je kada signal može ostati visok u konceptu prigušivanja. Dakle, signal ima 100% radni ciklus ako je uvijek uključen. Vrijeme uključivanja PWM signala može se podesiti. Kada je PWM radni ciklus postavljen na 50%, signal radi 50% vremena uključen i 50% isključen.

Frekvencija

Frekvencija signala modulacije širine pulsa (PWM) još je jedna bitna komponenta. Frekvencija PWM-a određuje koliko brzo će PWM signal završiti period - vrijeme koje je potrebno da se signal uključi i isključi.

PWM kao izlaz LED drajvera

Kada se PWM signal pretvori u istosmjerni napon i koristi kao LED vozač izlaz, dolazi do modulacije širine impulsa. PWM izlazni krug prekida DC LED struje između uključenog i isključenog stanja na visokoj frekvenciji. Stoga je treperenje koje uzrokuje pomak u izlazu LED svjetla nevidljivo ljudskom oku.

Ljudi često brkaju nekoliko stvari u vezi s razlikama između PWM izlaza i signala zatamnjenja. Pa uzmimo na znanje nekoliko stvari.

Mehanizam proizvodi PWM signal kao digitalni signal, što ga čini konzistentnim na prigušljivom kabelu. Nasuprot tome, upravljački program određuje izlaznu struju otkrivanjem PWM radnog ciklusa.

PWM upravljački programi za zatamnjenje na tržištu

PWM regulatori zatamnjenja postaju sve važniji za LED rasvjetu. Unatoč tome, potrebno je znati da se PWM regulatori zatamnjenja mogu realizirati na dva različita načina, a saznajmo koji su oni.

Lažno PWM zatamnjenje

Svrha metode lažnog prigušivanja je pretvaranje PWM ulaza u analogni kontrolni signal. Filter otpornik-kondenzator (RC) nalazi se unutar pogonskog programa.

RC filtar pretvara PWM signal u proporcionalni istosmjerni napon na temelju radnog ciklusa. Lažno PWM zatamnjenje ima prednost što je bešumno, a na izlazu nema šuma jer je LED struja kontinuirana.

Unatoč tome, ova je metoda problematična jer je preciznost slaba ako je vršna vrijednost PWM-a ispod 10 V. Štoviše, vrijednost otpornika-kondenzatora (RC) ograničava frekvenciju PWM signala.

Pravo PWM zatamnjenje

U stvarnom PWM prigušivanju, LED struje se uključuju i isključuju na navedenoj frekvenciji i radnom ciklusu. Prisutnost MCU-a ili mikrokontrolera u pogonskom programu omogućuje PWM signalu da otkrije vršne napone. Stvarno PWM prigušivanje podržava širi spektar PWM frekvencija.

Temeljna značajka PWM prigušivanja je njegova sposobnost održavanja bijele točke LED izlaza. Osim toga, dopuštena je povišena razina referentnog napona koja premašuje pogreške pomaka.

Softver za razvoj upravljačkog programa zahtijeva od korisnika odabir načina rada PWM prigušivanja.

Promjena radnog ciklusa (svjetlina) s PWM

Dok se napajanje uključuje i isključuje tako brzo koristeći izlaz modulacije širine pulsa, LED diode ne trepere. Duty Cycle je termin koji se koristi za opisivanje mjerenja PWM svjetline.

Radni ciklus je udio vremena rada kruga u kojem je uključen. Radni ciklus se izražava kao postotak, pri čemu 100 posto predstavlja najsvjetlije moguće uvjete (potpuno UKLJUČENO), a niži postoci rezultiraju lošim izlazom LED svjetla.

PWM signal ima radni ciklus od 50% ako je uključen 50% vremena i isključen 50% vremena. Signal se pojavljuje kao kvadratni val, a svjetlina svjetla bi trebala biti otprilike prosječna. Kada je postotak veći od 50%, signal provodi više vremena u stanju ON nego u stanju OFF, i obrnuto kada je radni ciklus manji od 50%.

Modulacija širine impulsa (PWM) u odnosu na analogno prigušivanje LED dioda

Uz eksponencijalni rast LED rasvjete na tržištu, došlo je do prirodnog porasta potražnje za visoko učinkovitim i precizno reguliranim LED drajverima. Kako bi se očuvala energetski učinkovita strategija i fleksibilnost krajnje upotrebe LED dizajna, "pametna" ulična svjetla, baterijske svjetiljke i digitalni znakovi, među ostalim upotrebama, zahtijevaju precizno kontrolirane struje i, u mnogim slučajevima, funkciju prigušivanja.

PWM zatamnjivanje 

Uz prigušivanje pulsne širinske modulacije (PWM), LED struja se trenutno uključuje i isključuje. Kako bi se spriječio efekt treperenja, frekvencija uključivanja/isključivanja mora biti brža od one koju ljudsko oko može uočiti (obično preko 100 Hz). PWM prigušivanje može se implementirati putem različitih metoda:

• Korištenje PWM signala za izravnu promjenu napona.
• Putem tranzistora s otvorenim kolektorom
• Pomoću mikrokontrolera.

Prosječna struja LED-a jednaka je zbroju njezine ukupne nazivne struje i radnog ciklusa prigušenja. Projektant također mora uzeti u obzir kašnjenja u isključivanju i pokretanju izlaza pretvarača, koja nameću ograničenja na frekvenciju PWM prigušivanja i raspon radnog ciklusa.

Analogno zatamnjenje 

Podešavanje razine struje LED-a naziva se analogno prigušivanje. Korištenje vanjskog istosmjernog upravljačkog napona ili rezistivnog prigušivanja može to postići. Unatoč činjenici da analogno zatamnjenje sada omogućuje podešavanje razine, temperatura boje se može pomaknuti. Analogno zatamnjenje se ne preporučuje za aplikacije gdje je nijansa LED-a bitna.

Pogledajmo primarne razlike između PWM i analognog prigušivanja

Hardverska razmatranja za PWM

PWM prigušivanje zahtijeva određena razmatranja pri razvoju sustava (ili PC ploče).

Upravljački program obično je neophodan s LED diodama tipa pozadinskog osvjetljenja zbog trenutne razine. Digitalni izlaz, poput onog iz mikrokontrolera, ne može se koristiti za izravno upravljanje.

Tranzistor tipa FET (tranzistor s efektom polja) logičke razine obično se koristi kao pokretački program u raznim aplikacijama. Otpornik na vratima mora se koristiti za prebacivanje FET-a za kontrolu struje vrata, a otpornik je neophodan ako se želi ograničenje struje. Obavezno potražite odgovarajuće napone i struje pokretanja pozadinskog osvjetljenja na podatkovnoj tablici LCD-a.

LED drajver preklopnog tipa može pokretati LED pozadinsko osvjetljenje pri većim strujama i to učinkovitije. Ovi upravljački programi su kompliciraniji, a specijalizirani IC često upravlja funkcijom prebacivanja. PWM ulaz na nekoliko IC-ova dizajniran je izričito za aplikacije prigušivanja.

Ako se koristi mikrokontroler, potrebno je paziti na spajanje na izlazni pin koji podržava PWM (tajmer/brojač) izlaz ako se PWM koristi kao hardverska funkcija.

PWM – Razmatranja firmvera/softvera

PWM prigušivanje zahtijeva posebna razmatranja dizajna sustava (ili PC ploče).

Zbog velike struje, LED diode s pozadinskim osvjetljenjem obično zahtijevaju upravljački program. Digitalni izlazi, poput onih iz mikrokontrolera, ne mogu se koristiti za izravno upravljanje.

Obično se tranzistor tipa FET (tranzistor s efektom polja) jednostavne logičke razine koristi kao pokretački program u raznim primjenama. Prebacivanje FET-a za regulaciju struje vrata zahtijeva otpornik na vratima, a otpornik je potreban ako se želi ograničiti struja. Provjerite podatkovnu tablicu LCD-a za ispravne pogonske napone i struje pozadinskog osvjetljenja.

LED drajver preklopnog tipa može učinkovitije pokretati LED pozadinsko osvjetljenje pri većim strujama. Ti su upravljački programi složeniji, a funkcijom prebacivanja često upravlja specijalizirani IC. Nekoliko PWM ulaza IC-a razvijeno je posebno za aplikacije prigušivanja.

Ako se PWM koristi kao hardverska funkcija, treba obratiti pozornost na spajanje na izlazni pin koji podržava PWM (tajmer/brojač) izlaz na mikrokontroleru.

PWM funkcionalnost i aplikacije

Kada se razdoblja uključivanja i isključivanja sklopke pomiču jedna u odnosu na drugu, količina električne energije koja se isporučuje potrošaču raste. Očekivano, ova vrsta kontrole nudi mnoge prednosti.

PWM uparen s praćenjem maksimalne snage, ili MPPT, jedan je od primarnih načina za smanjenje izlazne snage solarnog panela kako bi se bateriji olakšalo njegovo korištenje.

S druge strane, PWM je idealan za napajanje inercijske opreme, poput motora, jer ovo jedinstveno prebacivanje ima manji učinak na njih. Zbog linearne veze između rada LED dioda i ulaznog napona, to vrijedi i za LED diode.

Osim toga, frekvencija PWM sklopke ne smije imati utjecaja na opterećenje, a rezultirajući valni oblik mora biti dovoljno gladak da ga opterećenje može prepoznati.

Ovisno o uređaju i njegovoj funkciji, frekvencija uključivanja napajanja obično će značajno varirati. Električni rasponi, računalni izvori napajanja i audio pojačala zahtijevaju brzine prebacivanja u rasponu desetaka ili stotina kiloherca.

Još jedna ključna prednost usvajanja PWM je nevjerojatno nizak gubitak snage u sklopnim uređajima. Kada je prekidač isključen, kroz njega ne teče struja. Osim toga, kada je sklopka uključena i šalje struju svom opterećenju, dolazi do zanemarivog pada napona na njoj.

Vezani članci

Sve što trebate znati o DMX512 kontroli

Sve što trebate znati o trijaku za prigušivanje za LED diode

Kako prigušiti svjetla LED trake

Kako odabrati pravo LED napajanje

DMX vs. DALI kontrola rasvjete: koju odabrati?

Vrhunski vodič za prigušivanje od 0-10 V

PITANJA I ODGOVORI

rezime

PWM prigušivanje je jednostavna i jeftina metoda podešavanja svjetline LED svjetala. PWM prigušivanje ima razne prednosti u odnosu na analogno prigušivanje, uključujući veću uštedu energije, preciznije upravljanje i duži vijek trajanja. To, međutim, predstavlja nekoliko problema, kao što su mogući EMI i potreba za sklopnim sklopovima visoke frekvencije. Međutim, PWM prigušivanje je važna tehnika za regulaciju LED svjetala, a njegova se budućnost čini obećavajućom.

LEDYi proizvodi visokokvalitetne LED trake i LED neon flex. Svi naši proizvodi prolaze kroz visokotehnološke laboratorije kako bismo osigurali najvišu kvalitetu. Osim toga, nudimo prilagodljive opcije na našim LED trakama i neon flexu. Dakle, za vrhunsku LED traku i LED neon flex, kontaktirajte LEDYi ASAP!