LED apšvietimas yra plačiai naudojamas dėl savo efektyvumo, ilgaamžiškumo ir ilgo tarnavimo laiko. Vienas iš sudėtingiausių dalykų naudojant šviesos diodus yra jų ryškumo valdymas. Čia svarbus PWM pritemdymas. šviesos diodų valdymas PWM pritemdymas yra šviesos diodų ryškumo reguliavimo metodas keičiant elektros srovės impulsų plotį. PWM pritemdymas tampa vis labiau mėgstamas kaip praktiškas ir efektyvus LED lempučių valdymo būdas.
Kas yra PWM pritemdymas?
PWM galimybė valdyti įvairius įrenginius kiekvienoje elektronikos srityje daugiausia lemia platų jo naudojimą šiuolaikinėje elektronikos pramonėje. PWM signalai naudojami šviesos diodams pritemdyti, varikliams valdyti ir įvairiai elektros įrangai valdyti. Taigi, koks yra PWM metodologijos funkcionalumas?
TIM yra vidutinės pateikiamos elektros signalo galios mažinimo metodas. Be to, procedūra užbaigiama sėkmingai padalijus signalą į jo sudedamąsias dalis. Kalbant apie funkcionalumą, jungiklis tarp apkrovos ir šaltinio gali būti greitai įjungiamas ir išjungiamas, kad būtų galima reguliuoti vidutinę apkrovai tiekiamą srovę ir įtampą.
Keičiant signalo aukšto (ON) arba žemo (OFF) laiką, PWM leidžia pasiekti platų ryškumo diapazoną (OFF). Priešingai nei analoginis pritemdymas, kuris pritemdo šviesos diodus keičiant išėjimo galią, PWM signalas gali būti ĮJUNGTAS arba IŠJUNGTAS bet kuriuo metu, o tai reiškia, kad šviesos diodai gaus visą įtampą arba negaus elektros (ty teiks 10 V, o ne 12 V. pakeisti ryškumą).
Kas yra nuolatinės srovės mažinimas (CCR)?
Šios nuolatinis srovės mažinimas technologija užtikrina pastovų srovės srautą į šviesos diodą (CCR). Skirtingai nuo PWM metodo, kai LED būsena svyruoja tarp įjungimo ir išjungimo, šviesos diodas nuolat dega. Tačiau galite valdyti šviesos diodo ryškumą reguliuodami arba keisdami dabartinius lygius naudodami CCR.
CCR pritemdymo metodo pranašumai:
- Idealiai tinka nuotolinėms programoms, kurioms reikia ilgų laidų ir griežtų EMI specifikacijų.
- CCR tvarkyklės turi didesnius išėjimo įtampos apribojimus (60 V) nei PWM tvarkyklės (24.8 V). Šios specifikacijos taikomos 2 klasės tvarkyklėms, kurios turi UL sertifikatą, skirtą naudoti tiek drėgnoje, tiek sausoje aplinkoje.
CCR pritemdymo metodo trūkumai:
- Dėl nenuoseklaus šviesos diodų šviesos generavimo esant labai mažoms srovėms CCR metodas netinkamas tais atvejais, kai reikia pritemdyti žemiau 10 % didžiausio ryškumo. Apibendrinant galima pasakyti, kad šiuo metodu gaunamas LED našumas šiais dabartiniais lygiais yra prastesnis.
- Maža važiavimo srovė lemia nenuoseklų atspalvį.
PWM kaip pritemdantis signalas
Išplėskime savo dabartinį impulsų pločio moduliavimo supratimą. Dabar PWM turi būti atpažintas kaip signalas.
Impulso pločio moduliavimo signalai susideda iš kvadratinės bangos formos impulsų (PWM) sekos. Kiekvieno signalo bangos formoje yra viršūnių ir slėnių. Įjungimo laikas yra tada, kai signalo stiprumas yra didelis, o išjungimo laikas yra tada, kai signalo stiprumas yra mažas.
Darbinis ciklas
Darbo ciklas yra tada, kai signalas gali išlikti aukštas pritemdymo koncepcijoje. Taigi signalas turi 100% darbo ciklą, jei jis visada įjungtas. PWM signalo įjungimo laiką galima reguliuoti. Kai PWM darbo ciklas nustatytas į 50%, signalas veikia 50% laiko ir 50% išjungiamas.
Dažnis
Impulso pločio moduliavimo (PWM) signalo dažnis yra dar vienas svarbus komponentas. PWM dažnis nustato, kaip greitai PWM signalas užbaigia periodą – kiek reikia signalui įsijungti ir išjungti.
PWM kaip LED tvarkyklės išvestis
Kai PWM signalas paverčiamas nuolatine įtampa ir naudojamas kaip LED tvarkyklė išėjimas, atsiranda impulso pločio moduliacija. PWM išvesties grandinė aukštu dažniu sumažina nuolatinės srovės LED srovę tarp įjungimo ir išjungimo būsenų. Taigi mirgėjimas, sukeliantis LED šviesos srauto poslinkį, yra nematomas žmogaus akiai.
Žmonės dažnai painioja keletą dalykų, susijusių su PWM išvesties ir pritemdymo signalo skirtumais. Taigi atkreipkime dėmesį į keletą dalykų.
Mechanizmas sukuria PWM signalą kaip skaitmeninį signalą, todėl jis suderinamas su pritemdomu kabeliu. Priešingai, vairuotojas nustato išėjimo srovę aptikdamas PWM darbo ciklą.
PWM pritemdymo tvarkyklės rinkoje
PWM pritemdymo tvarkyklės tampa vis svarbesnės LED apšvietimui. Nepaisant to, būtina žinoti, kad PWM pritemdymo tvarkyklės gali būti realizuojamos dviem skirtingais būdais, ir išsiaiškinkime, kas tai yra.
Netikras PWM pritemdymas
Netikros pritemdymo metodo tikslas – konvertuoti PWM įvestis į analoginį valdymo signalą. Rezistoriaus-kondensatoriaus (RC) filtras yra tvarkyklėje.
RC filtras konvertuoja PWM signalą į proporcingą nuolatinės srovės įtampą pagal darbo ciklą. Netikras PWM pritemdymo pranašumas yra tas, kad jis yra netriukšmingas, o išėjime nėra triukšmo, nes LED srovė yra nuolatinė.
Nepaisant to, šis metodas yra problemiškas, nes tikslumas yra prastas, jei PWM didžiausia vertė yra mažesnė nei 10 V. Be to, rezistoriaus-kondensatoriaus (RC) vertė riboja PWM signalo dažnį.
Tikras PWM pritemdymas
Tikrame PWM pritemdymo metu LED srovės įsijungia ir išsijungia nurodytu dažniu ir darbo ciklu. MCU arba mikrovaldiklio buvimas tvarkyklėje leidžia PWM signalui aptikti didžiausią įtampą. Tikrasis PWM pritemdymas palaiko platesnį PWM dažnių spektrą.
Pagrindinė PWM pritemdymo savybė yra jos gebėjimas išlaikyti baltą šviesos diodo išvesties tašką. Be to, leidžiamas padidintas atskaitos įtampos lygis, viršijantis poslinkio paklaidas.
Tvarkyklės kūrimo programinė įranga reikalauja, kad vartotojai pasirinktų PWM pritemdymo režimą.
Darbo ciklo (ryškumo) keitimas naudojant PWM
Nors maitinimas įjungiamas ir išjungiamas taip greitai, naudojant impulsų pločio moduliavimo išvestį, šviesos diodai nemirksi. Darbo ciklas yra terminas, naudojamas apibūdinti PWM ryškumo matavimą.
Darbo ciklas yra grandinės veikimo laiko dalis, kai ji įjungta. Darbo ciklas išreiškiamas procentais, o 100 procentų reiškia ryškiausią įmanomą būseną (visiškai ĮJUNGTA), o mažesni procentai lemia prastą LED šviesos srautą.
PWM signalas turi 50 % darbo ciklą, jei jis įjungtas 50 % laiko ir išjungtas 50 % laiko. Signalas atrodo kaip kvadratinė banga, o šviesų ryškumas turėtų būti maždaug vidutinis. Kai procentas didesnis nei 50%, signalas daugiau laiko praleidžia įjungtas nei išjungtas, ir atvirkščiai, kai darbo ciklas yra mažesnis nei 50%.
Impulso pločio moduliavimas (PWM) prieš analoginį šviesos diodų pritemdymą
Eksponentiškai augant LED apšvietimui rinkoje, natūraliai išaugo labai efektyvių ir tiksliai reguliuojamų LED tvarkyklių paklausa. Siekiant išsaugoti energiją taupančią strategiją ir galutinio LED dizaino lankstumą, „išmaniesiems“ gatvių žibintams, žibintuvėms ir skaitmeniniams ženklams, be kitų naudojimo būdų, reikia tiksliai valdomų srovių ir daugeliu atvejų pritemdymo funkcijos.
PWM pritemdymas
Su impulsų pločio moduliavimo (PWM) pritemdymu LED srovė akimirksniu įjungiama ir išjungiama. Kad būtų išvengta mirgėjimo efekto, įjungimo/išjungimo dažnis turi būti greitesnis, nei gali suvokti žmogaus akis (paprastai virš 100 Hz). PWM pritemdymas gali būti įgyvendintas įvairiais būdais:
- PWM signalo naudojimas norint tiesiogiai pakeisti įtampą.
- Atviro kolektoriaus tranzistoriaus būdu
- Per mikrovaldiklį.
Vidutinė šviesos diodo srovė yra lygi jo bendros vardinės srovės ir pritemdymo veikimo ciklo sumai. Projektuotojas taip pat turi atsižvelgti į keitiklio išėjimo išjungimo ir paleidimo vėlavimus, kurie riboja PWM pritemdymo dažnį ir darbo ciklo diapazoną.
Analoginis pritemdymas
LED srovės lygio reguliavimas vadinamas analoginiu pritemdymu. Tai galima pasiekti naudojant išorinę nuolatinės srovės valdymo įtampą arba varžinį pritemdymą. Nepaisant to, kad analoginis pritemdymas dabar leidžia reguliuoti lygį, spalvų temperatūra gali pasikeisti. Analoginis pritemdymas nerekomenduojamas tais atvejais, kai šviesos diodo atspalvis yra labai svarbus.
Pažvelkime į pagrindinius PWM ir analoginio pritemdymo skirtumus
| PWM pritemdymas | Analoginis pritemdymas |
| Ryškumas reguliuojamas moduliuojant didžiausią srovę tvarkyklėje | Ryškumas reguliuojamas keičiant DC, pereinant prie šviesos diodo |
| Nėra spalvų poslinkio | Galimas spalvų poslinkis keičiantis LED srovei |
| Galimos dabartinės paleidimo problemos | Nėra įjungimo srovės į įrenginį |
| Dažnio apribojimai ir galimos dažnio problemos | Jokių rūpesčių dėl dažnio |
| Labai linijinis ryškumo pokytis | Ryškumo tiesiškumas nėra toks geras |
| Mažesnis optinis ir elektrinis efektyvumas | Didesnis optinis ir elektrinis efektyvumas (> liumenų vienam sunaudotam vatui) |
Aparatinės įrangos aspektai, susiję su PWM
Kuriant sistemą (arba kompiuterio plokštę), reikia atsižvelgti į PWM pritemdymą.
Dėl esamo lygio paprastai reikia vairuotojo su foninio apšvietimo tipo šviesos diodais. Skaitmeninė išvestis, kaip ir iš mikrovaldiklio, negali būti naudojama tiesiogiai valdyti.
Paprastas loginio lygio FET (lauko efekto tranzistorius) tipo tranzistorius paprastai naudojamas kaip tvarkyklė įvairiose programose. Vartuose esantis rezistorius turi būti naudojamas FET perjungti, kad būtų galima valdyti vartų srovę, o rezistorius yra būtinas, jei norima srovės apribojimo. Įsitikinkite, kad LCD duomenų lape ieškote tinkamo foninio apšvietimo įtampa ir srovės.
Perjungimo tipo LED tvarkyklė gali valdyti LED foninį apšvietimą didesnėmis srovėmis ir efektyviau. Šios tvarkyklės yra sudėtingesnės, o perjungimo funkciją dažnai atlieka specialistas IC. Kelių IC PWM įvestis yra sukurta specialiai tamsinimo programoms.
Jei naudojamas mikrovaldiklis, reikia pasirūpinti, kad būtų prijungtas prie išvesties kaiščio, kuris palaiko PWM (laikmačio/skaitiklio) išvestį, jei PWM naudojamas kaip aparatinės įrangos funkcija.
PWM – programinės įrangos / programinės įrangos svarstymai
PWM pritemdymas reikalauja tam tikrų sistemos projektavimo sumetimų (arba kompiuterio plokštės).
Kadangi esant stipriai srovei, foninio apšvietimo tipo šviesos diodams paprastai reikia tvarkyklės. Skaitmeniniai išėjimai, pvz., iš mikrovaldiklių, negali būti naudojami tiesiogiai valdyti.
Paprastai paprasto loginio lygio FET (Field-Effect Transistor) tipo tranzistorius naudojamas kaip tvarkyklė įvairiose programose. Norint perjungti FET, kad būtų galima reguliuoti vartų srovę, ant užtvaro reikalingas rezistorius, o jei norima apriboti srovę, reikalingas rezistorius. Skystųjų kristalų duomenų lape patikrinkite teisingą foninio apšvietimo įtampą ir sroves.
Perjungimo tipo LED tvarkyklė gali efektyviau ir didesnėmis srovėmis valdyti LED foninį apšvietimą. Šios tvarkyklės yra sudėtingesnės, o perjungimo funkciją dažnai tvarko specializuota IC. Keletas IC PWM įvesčių yra sukurtos specialiai tamsinimo programoms.
Jei PWM naudojamas kaip aparatinės įrangos funkcija, reikia atkreipti dėmesį į išvesties kaištį, kuris palaiko PWM (laikmačio/skaitiklio) išvestį mikrovaldiklyje.
PWM funkcionalumas ir programos
Kai jungiklio įjungimo ir išjungimo periodai yra perkeliami vienas kito atžvilgiu, į apkrovą tiekiamos elektros kiekis didėja. Kaip ir tikėtasi, šis valdymo tipas turi daug privalumų.
PWM, suporuotas su didžiausios galios taško stebėjimu arba MPPT, yra vienas iš pagrindinių būdų sumažinti saulės kolektorių galią, kad akumuliatorius galėtų lengviau jį naudoti.
Kita vertus, PWM idealiai tinka inercinei įrangai, pavyzdžiui, varikliams, maitinti, nes šis unikalus perjungimas turi mažiau įtakos jiems. Dėl linijinio ryšio tarp šviesos diodų veikimo ir įvesties įtampos tai taikoma ir šviesos diodams.
Be to, PWM perjungimo dažnis neturi turėti įtakos apkrovai, o gaunama bangos forma turi būti pakankamai lygi, kad apkrova atpažintų.
Priklausomai nuo įrenginio ir jo funkcijos, maitinimo šaltinio perjungimo dažnis paprastai labai skiriasi. Elektros diapazonams, kompiuterių maitinimo šaltiniams ir garso stiprintuvams reikalingas dešimčių ar šimtų kilohercų perjungimo greitis.
Kitas svarbus PWM privalumas yra neįtikėtinai mažas galios praradimas perjungimo įrenginiuose. Kai jungiklis išjungtas, per jį neteka srovė. Be to, kai jungiklis įjungtas ir siunčia elektrą į savo apkrovą, jame nukrenta nežymus įtampa.
Susiję straipsniai
Viskas, ką reikia žinoti apie DMX512 valdymą
Viskas, ką reikia žinoti apie šviesos diodų šviesos diodų „Triac“ pritemdymą
Kaip pasirinkti tinkamą LED maitinimo šaltinį
DMX ir DALI apšvietimo valdymas: kurį pasirinkti?
Galutinis 0–10 V pritemdymo vadovas
DUK
Santrauka
PWM pritemdymas yra paprastas ir nebrangus būdas reguliuoti LED šviestuvų ryškumą. PWM pritemdymas turi įvairių pranašumų, palyginti su analoginiu pritemdymu, įskaitant didesnį energijos taupymą, tikslesnį valdymą ir ilgesnę tarnavimo laiką. Tačiau tai kelia keletą problemų, tokių kaip galimas EMI ir aukšto dažnio perjungimo grandinių poreikis. Tačiau PWM pritemdymas yra svarbi LED lempučių reguliavimo technika, o jos ateitis atrodo daug žadanti.
LEDYi gamina aukštos kokybės LED juostos ir LED neoninis lankstus. Visi mūsų gaminiai praeina aukštųjų technologijų laboratorijose, kad būtų užtikrinta aukščiausia kokybė. Be to, mes siūlome pritaikomus mūsų LED juostelių ir neoninių lanksčių variantus. Taigi, aukščiausios kokybės LED juostelėms ir neoninėms LED juostelėms, susisiekite su LEDYi KAIP GALIMA GREIČIAU!
