LED осветлувањето е широко користено поради неговата ефикасност, издржливост и долг животен век. Една од најтешките работи за користење на LED диоди е контролирањето на нивната осветленост. Овде, затемнувањето на PWM е релевантно. контрола на LED диоди PWM затемнување е метод за регулирање на светлината на LED со менување на ширината на пулсот на електричната струја. Затемнувањето PWM станува сè попопуларно како практичен и ефективен метод за контролирање на LED светлата.
Што е PWM затемнување?
Способноста на PWM да контролира различни уреди во секое поле на електрониката е во голема мера одговорна за неговата широка употреба во модерната електроника. PWM сигналите се користат за затемнување на LED диоди, за контрола на моторите и за управување со асортиман на различна електрична опрема. Оттука, каква е функционалноста на методологијата PWM?
PWM е метод за намалување на просечната испорачлива моќност на електричниот сигнал. Дополнително, постапката се завршува со успешно одвојување на сигналот на неговите составни делови. Во однос на функционалноста, прекинувачот помеѓу товарот и изворот може брзо да се вклучува и исклучува за да се регулира просечната струја и напон доставени до товарот.
Со менување на времето кога сигналот е висок (ON) или низок (OFF), PWM овозможува широк опсег на осветленост (OFF). За разлика од аналогното затемнување, кое ги затемнува LED диодите со менување на излезната моќност, PWM сигналот може да биде вклучен или исклучен во секое време, што значи дека LED диодите или ќе го добијат целосниот напон или ќе немаат електрична енергија (т.е., обезбедуваат 10V наместо 12V до менување на осветленоста).
Што е редукција на постојана струја (CCR)?
на континуирано намалување на струјата техника обезбедува постојан проток на струја до LED (CCR). За разлика од методот PWM, во кој состојбата на LED флуктуира помеѓу вклучено и исклучено, ЛЕР е постојано вклучен. Сепак, можете да ја контролирате осветленоста на ЛЕР со прилагодување или менување на тековните нивоа со помош на CCR.
Предности на методот на затемнување CCR:
- Идеален за далечински апликации кои бараат долги должини на жици и строги EMI спецификации.
- Возачите на CCR имаат повисоки ограничувања на излезниот напон (60 V) од драјверите за PWM (24.8 V). Овие спецификации се однесуваат на драјвери од класа 2 кои се UL-сертифицирани за употреба и во влажни и суви средини.
Недостатоци на методот на затемнување CCR:
- Неконзистентното генерирање светлина на LED диоди при многу ниски струи го прави CCR методот несоодветен за апликации кои бараат затемнување под 10% од максималната осветленост. Како заклучок, перформансите на ЛЕР произведени со овој метод на овие сегашни нивоа се подеднакви.
- Ниската струја на возење доведува до неконзистентна нијанса.
PWM како сигнал за затемнување
Ајде да го прошириме нашето сегашно разбирање за модулацијата на ширината на пулсот. Сега, PWM мора да се препознае како сигнал.
Сигналите за модулација на ширина на пулсот се состојат од секвенци на импулси во облик на квадратен бран (PWM). Во брановата форма на секој сигнал има врвови и долини. Вклучено е кога јачината на сигналот е висока, додека времето за исклучување е кога јачината на сигналот е мала.
Работен циклус
Работен циклус е кога сигналот може да остане високо во концептот за затемнување. Оттука, сигналот има 100% работен циклус ако е секогаш вклучен. Вклученото време на PWM сигналот може да се прилагоди. Кога работниот циклус на PWM е поставен на 50%, сигналот работи 50% од времето вклучен и 50% исклучен.
фреквенција
Фреквенцијата на сигналот за модулација на ширина на пулсот (PWM) е уште една суштинска компонента. Фреквенцијата на PWM одредува колку брзо период - колку време е потребно за сигналот да се вклучи и исклучи - се комплетира со PWM сигналот.
PWM како излез на ЛЕД драјвер
Кога PWM сигналот се претвора во DC напон и се користи како LED возач излез, се јавува модулација на ширината на пулсот. Излезното коло PWM ги намалува струите на DC LED помеѓу состојбите на вклучување и исклучување на висока фреквенција. Оттука, треперењето што предизвикува поместување на излезот на LED светлото е невидливо за човечкото око.
Луѓето често збунуваат неколку работи во врска со разликите помеѓу излезот PWM и сигналот за затемнување. Затоа, ајде да забележиме неколку работи.
Механизмот произведува PWM сигнал како дигитален сигнал, што го прави конзистентен на кабелот со затемнување. Спротивно на тоа, возачот ја одредува излезната струја со откривање на работниот циклус на PWM.
Возачи за затемнување на PWM на пазарот
Двигателите за затемнување PWM стануваат сè посуштински за LED осветлувањето. Сепак, неопходно е да се знае дека двигателите за затемнување на PWM може да се реализираат на два различни начини и ајде да дознаеме кои се тие.
Лажно затемнување на PWM
Целта на методот на лажно затемнување е да ги конвертира PWM влезовите во аналоген контролен сигнал. Филтер со отпорник-кондензатор (RC) се наоѓа во двигателот.
RC филтерот го претвора PWM сигналот во пропорционален DC напон врз основа на работниот циклус. Лажното затемнување на PWM има предност што е бесшумно и нема шум на излезот бидејќи струјата на LED е континуирана.
Сепак, овој метод е проблематичен бидејќи прецизноста е слаба ако максималната вредност на PWM е под 10V. Покрај тоа, вредноста на отпорник-кондензатор (RC) ја ограничува фреквенцијата на PWM сигналот.
Вистинско затемнување на PWM
При реални PWM затемнување, LED струите се вклучуваат и исклучуваат на наведената фреквенција и циклус на работа. Присуството на MCU или микроконтролерот во драјверот му овозможува на PWM сигналот да открие врвни напони. Реалното затемнување на PWM поддржува поширок спектар на PWM фреквенции.
Основна карактеристика на затемнувањето на PWM е неговата способност да ја одржува белата точка на излезот на LED. Дополнително, дозволено е покачено ниво на референтен напон што ги надминува грешките во офсет.
Софтверот за развој на драјвери бара од корисниците да изберат режим на затемнување PWM.
Промена на работниот циклус (осветленост) со PWM
Додека напојувањето се вклучува и исклучува толку брзо со искористување на излезот за модулација на ширината на пулсот, LED диодите не треперат. Duty Cycle е термин кој се користи за опишување на мерењето на осветленоста на PWM.
Работниот циклус е дел од времето на работа на колото што е вклучено. Работниот циклус е изразен како процент, при што 100 проценти ја претставува најсветлата изводлива состојба (целосно вклучено) и помали проценти што резултираат со слаб излез на LED светло.
Сигналот PWM има работен циклус од 50% ако е вклучен 50% од времето и исклучен 50% од времето. Сигналот се појавува како квадратен бран, а осветленоста на светлата треба да биде приближно просечна. Кога процентот е поголем од 50%, сигналот поминува повеќе време во ON состојба отколку во OFF, и обратно кога работниот циклус е помал од 50%.
Модулација на ширина на пулсот (PWM) наспроти аналогно затемнување на LED диоди
Со експоненцијалниот раст на LED осветлувањето на пазарот, дојде до природен пораст на побарувачката за високо ефикасни и прецизно регулирани LED драјвери. За да се зачува енергетско ефикасната стратегија и флексибилноста за крајна употреба на LED дизајнот, „паметните“ улични светилки, батериски светла и дигитални знаци, меѓу другите намени, бараат прецизно контролирани струи и, во многу случаи, функционалност за затемнување.
Затемнување на PWM
Со затемнување на модулацијата на ширината на импулсот (PWM), струјата на ЛЕД моментално се вклучува и исклучува. За да се спречи ефектот на треперење, фреквенцијата на вклучување/исклучување мора да биде побрза од она што човечкото око може да го забележи (обично над 100 Hz). Затемнувањето PWM може да се имплементира преку различни методи:
- Користење на PWM сигнал за директно менување на напонот.
- По пат на отворен колекторски транзистор
- Со микроконтролер.
Просечната струја на LED е еднаква на збирот на нејзината вкупна номинална струја и нејзиниот циклус на затемнување. Дизајнерот мора да ги земе предвид и доцнењата во исклучувањето и стартувањето на излезот на конверторот, кои наметнуваат ограничувања на фреквенцијата на затемнување на PWM и опсегот на работниот циклус.
Аналогно затемнување
Прилагодувањето на нивото на струјата на LED се нарекува аналогно затемнување. Со користење на надворешен DC контролен напон или отпорно затемнување може да се постигне ова. И покрај фактот што аналогното затемнување сега овозможува прилагодување на нивото, температурата на бојата може да се смени. Не се препорачува аналогно затемнување за апликации каде што бојата на ЛЕР е неопходна.
Ајде да ги погледнеме примарните разлики помеѓу PWM и аналогното затемнување
| Затемнување на PWM | Аналогно затемнување |
| Осветленоста се прилагодува со модулирање на врвната струја во возачот | Осветленоста се прилагодува со менување на DC одење на ЛЕР |
| Нема промена на бојата | Можно менување на бојата како што се менува струјата на ЛЕД |
| Можни проблеми со приливот на струја | Нема приливна струја до уредот |
| Ограничувања на фреквенцијата и можни проблеми со фреквенцијата | Нема загриженост за фреквенцијата |
| Многу линеарна промена на осветленоста | Линеарноста на осветленоста не е толку добра |
| Пониска оптичка до електрична ефикасност | Поголема оптичка до електрична ефикасност (> лумени по потрошени вати) |
Хардверски размислувања за PWM
Затемнувањето на PWM бара одредени размислувања при развивање на системот (или плочката за компјутер).
Вообичаено е неопходен драјвер со LED диоди од типот на позадинско осветлување поради моменталното ниво. Дигитален излез, како оној од микроконтролер, не може да се користи за директно возење.
Транзистор од типот FET (Транзистор со ефект на поле) на логично ниво обично се користи како двигател во различни апликации. Мора да се користи отпорник на портата за да се префрли FET за да се контролира струјата на портата, а отпорник е неопходен ако се сака тековното ограничување. Проверете дали сте ги побарале соодветните напони и струи на позадинското осветлување на листот со податоци на LCD екранот.
LED-двигател од типот на префрлување може да го придвижува позадинското LED осветлување на повисоки струи и поефикасно. Овие двигатели се покомплицирани и специјалист ИЦ често се справува со функцијата за префрлување. Влезот PWM на неколку IC е дизајниран експресно за апликации за затемнување.
Ако се користи микроконтролер, треба да се внимава да се поврзе со излезна игла што поддржува излез PWM (тајмер/бројач) ако PWM се користи како хардверска функција.
PWM – Размислувања за фирмвер/софтвер
Затемнувањето на PWM бара посебни размислувања за дизајнот на системот (или плочка за компјутер).
Поради високата струја, LED диодите од типот на позадинско осветлување обично бараат драјвер. Дигиталните излези, како што се оние од микроконтролерите, не можат да се користат за директно возење.
Вообичаено, транзистор од типот на едноставно логичко ниво FET (Транзистор со ефект на поле) се користи како двигател во различни апликации. Префрлувањето на FET за регулирање на струјата на портата бара отпорник на портата, а потребен е отпорник ако се сака ограничување на струјата. Проверете го листот со податоци на ЛЦД за точните придвижувачки напони и струи на задното осветлување.
LED-двигател од типот на префрлување може да го придвижува позадинското LED осветлување поефикасно и со поголеми струи. Овие двигатели се посложени, а со функцијата за префрлување често се ракува специјализиран IC. PWM влезови на неколку IC се развиени специјално за апликации за затемнување.
Ако PWM се користи како хардверска функција, треба да се посвети внимание да се поврзе со излезна игла што поддржува излез на PWM (тајмер/бројач) на микроконтролер.
Функционалност и апликации на PWM
Кога периодите на вклучување и исклучување на прекинувачот се поместуваат еден во однос на друг, количината на електрична енергија испорачана на товарот расте. Како што се очекуваше, овој тип на контрола нуди многу предности.
PWM поврзан со следење на точка на максимална моќност, или MPPT, е еден од основните начини за намалување на излезот на соларни панели за да се олесни користењето на батеријата.
PWM, од друга страна, е идеален за напојување на инерцијална опрема, како што се моторите, бидејќи ова единствено префрлување има помал ефект врз нив. Поради линеарната врска помеѓу функционирањето на LED диодите и влезниот напон, ова важи и за LED диоди.
Дополнително, фреквенцијата на префрлување PWM не смее да има никакво влијание врз оптоварувањето, а добиената бранова форма мора да биде доволно мазна за оптоварувањето да се препознае.
Во зависност од уредот и неговата функција, фреквенцијата на префрлување на напојувањето обично значително ќе се разликува. Електричните опсези, компјутерските напојувања и аудио засилувачите бараат брзини на префрлување во опсег од десетици или стотици килохерци.
Друга клучна предност на усвојувањето на PWM е неверојатно ниската загуба на енергија во преклопните уреди. Кога прекинувачот е исклучен, струјата не тече низ него. Дополнително, кога прекинувачот е вклучен и испраќа електрична енергија до неговото оптоварување, има незначителен пад на напонот на него.
поврзани написи
Сè што треба да знаете за DMX512 Control
Сè што треба да знаете за Triac Dimming за LED диоди
Како да ги затемните LED светлата со ленти
Како да го изберете вистинското LED напојување
Контрола на осветлување DMX наспроти DALI: која да се избере?
Крајниот водич за затемнување од 0-10V
Најчесто поставувани прашања
Резиме
Затемнувањето PWM е едноставен и ефтин метод за прилагодување на осветленоста на LED светилките. Затемнувањето PWM има различни предности во однос на аналогното затемнување, вклучувајќи поголема енергетска економичност, попрецизна контрола и подолг животен век. Меѓутоа, тој претставува неколку прашања, како што е можното EMI и потребата од високофреквентни преклопни кола. Сепак, PWM затемнувањето е важна техника за регулирање на LED светлата, а нејзината иднина изгледа ветувачка.
LEDYi произведува висококвалитетни LED ленти и LED неонски флекс. Сите наши производи поминуваат низ високотехнолошки лаборатории за да се обезбеди врвен квалитет. Освен тоа, нудиме приспособливи опции на нашите LED ленти и неонски флекс. Значи, за премиум LED лента и LED неонски флекс, контактирајте со LEDYi ПОБРЗО!
