Ang LED lighting ay malawakang ginagamit dahil sa pagiging epektibo, tibay, at mahabang buhay nito. Ang isa sa mga nakakalito na bagay tungkol sa paggamit ng mga LED ay ang pagkontrol sa kanilang liwanag. Dito, may kaugnayan ang PWM dimming. kontrol ng LEDs Ang PWM dimming ay isang paraan para sa pag-regulate ng LED brightness sa pamamagitan ng pagbabago sa lapad ng pulso ng electrical current. Ang PWM dimming ay nagiging higit at higit na nagustuhan bilang isang praktikal at epektibong paraan ng pagkontrol sa mga LED na ilaw.
Ano ang PWM dimming?
Ang kakayahan ng PWM na kontrolin ang iba't ibang mga aparato sa bawat larangan ng electronics ay higit na responsable para sa malawakang paggamit nito sa modernong industriya ng electronics. Ang mga signal ng PWM ay ginagamit upang madilim ang mga LED, kontrolin ang mga motor, at magpatakbo ng iba't ibang kagamitang elektrikal. Kaya, ano ang pag-andar ng pamamaraan ng PWM?
PWM ay isang paraan para sa pagbabawas ng average na deliverable power ng isang electrical signal. Bilang karagdagan, ang pamamaraan ay nakumpleto sa pamamagitan ng matagumpay na paghihiwalay ng signal sa mga bahaging bumubuo nito. Sa mga tuntunin ng functionality, ang switch sa pagitan ng load at ang source ay maaaring mabilis na i-on at off upang ayusin ang average na kasalukuyang at boltahe na ibinibigay sa load.
Sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng tagal ng oras na mataas (ON) o mababa (OFF) ang signal, pinapayagan ng PWM ang malawak na hanay ng liwanag (OFF). Sa kaibahan sa analog dimming, na nagpapalabo ng mga LED sa pamamagitan ng pagpapalit ng output power, ang PWM signal ay maaaring maging ON o OFF sa anumang oras, ibig sabihin, ang mga LED ay makakakuha ng buong boltahe o walang kuryente (ibig sabihin, nagbibigay ng 10V sa halip na 12V hanggang baguhin ang liwanag).
Ano ang Constant Current Reduction (CCR)?
Ang patuloy na pagbabawas ng kasalukuyang Ang pamamaraan ay nagbibigay ng isang matatag na daloy ng kasalukuyang sa LED (CCR). Sa kaibahan sa paraan ng PWM, kung saan ang estado ng LED ay nagbabago sa pagitan ng on at off, ang LED ay patuloy na naka-on. Gayunpaman, maaari mong kontrolin ang liwanag ng LED sa pamamagitan ng pagsasaayos o pagbabago ng kasalukuyang mga antas gamit ang CCR.
Mga Bentahe ng CCR Dimming Method:
- Tamang-tama para sa mga malalayong application na nangangailangan ng mahabang haba ng wire at mahigpit na mga detalye ng EMI.
- Ang mga driver ng CCR ay may mas mataas na mga paghihigpit sa boltahe ng output (60 V) kaysa sa mga driver ng PWM (24.8 V). Nalalapat ang mga detalyeng ito sa mga driver ng Class 2 na UL-certified para magamit sa parehong basa at tuyo na kapaligiran.
Mga disadvantage ng CCR Dimming Method:
- Ang hindi pantay-pantay na pagbuo ng liwanag ng mga LED sa napakababang agos ay ginagawang hindi naaangkop ang paraan ng CCR para sa mga application na nangangailangan ng dimming sa ibaba ng 10% ng maximum na liwanag. Sa konklusyon, ang pagganap ng LED na ginawa ng pamamaraang ito sa mga kasalukuyang antas ay subpar.
- Ang mababang kasalukuyang pagmamaneho ay humahantong sa isang hindi pare-parehong kulay.
PWM bilang Isang Dimming Signal
Palawakin natin ang ating kasalukuyang pag-unawa sa pulse width modulation. Ngayon, ang PWM ay dapat kilalanin bilang isang senyas.
Ang pulse width modulation signal ay binubuo ng mga sequence ng square-wave-shaped pulses (PWM). May mga taluktok at lambak sa waveform ng bawat signal. Ang on-time ay kapag mataas ang lakas ng signal, samantalang ang off-time ay kapag mababa ang lakas ng signal.
Duty Cycle
Ang duty cycle ay kapag ang signal ay maaaring manatiling mataas sa konsepto ng dimming. Samakatuwid, ang signal ay may 100% duty cycle kung ito ay palaging naka-on. Maaaring isaayos ang on-time ng signal ng PWM. Kapag ang PWM duty cycle ay nakatakda sa 50%, ang signal ay tumatakbo nang 50% ng oras at 50% off.
dalas
Ang pulse width modulation (PWM) signal frequency ay isa pang mahalagang bahagi. Tinutukoy ng PWM frequency kung gaano kabilis ang isang yugto—ang tagal ng oras na kailangan para sa pag-on at pag-off ng signal—na nakumpleto ng signal ng PWM.
PWM bilang LED Driver Output
Kapag ang PWM signal ay na-convert sa isang DC boltahe at ginamit bilang isang Mga driver ng LED output, nangyayari ang modulasyon ng lapad ng pulso. Pinutol ng PWM output circuit ang DC LED currents sa pagitan ng on at off states sa mataas na frequency. Samakatuwid, ang flicker na nagdudulot ng pagbabago sa output ng LED light ay hindi nakikita ng mata ng tao.
Ang mga tao ay madalas na nalilito sa ilang mga bagay tungkol sa mga pagkakaiba sa pagitan ng PWM output at dimming signal. Kaya't tandaan natin ang ilang bagay.
Ang mekanismo ay gumagawa ng isang PWM signal bilang isang digital na signal, na ginagawang pare-pareho sa dimmable cable. Sa kaibahan, tinutukoy ng driver ang kasalukuyang output sa pamamagitan ng pag-detect ng PWM duty cycle.
Mga PWM Dimming Driver sa Market
Ang mga driver ng PWM dimming ay nagiging lalong mahalaga para sa LED lighting. Gayunpaman, kinakailangang malaman na ang mga driver ng PWM dimming ay maaaring maisakatuparan sa dalawang magkaibang paraan, at alamin natin kung ano sila.
Pekeng PWM Dimming
Ang layunin ng pekeng paraan ng dimming ay upang i-convert ang mga PWM input sa isang analog control signal. Ang isang resistor-capacitor (RC) filter ay naninirahan sa loob ng driver.
Kino-convert ng RC filter ang PWM signal sa isang proporsyonal na boltahe ng DC batay sa duty cycle. Ang pekeng PWM dimming ay may bentahe ng pagiging walang ingay, at walang ingay sa output dahil tuluy-tuloy ang LED current.
Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay may problema dahil ang katumpakan ay hindi maganda kung ang pinakamataas na halaga ng PWM ay mas mababa sa 10V. Bukod dito, nililimitahan ng halaga ng risistor-capacitor (RC) ang dalas ng signal ng PWM.
Tunay na PWM Dimming
Sa totoong PWM dimming, ang mga LED na alon ay bubukas at patayin sa frequency at duty cycle na tinukoy. Ang pagkakaroon ng MCU o microcontroller sa driver ay nagbibigay-daan sa signal ng PWM na makita ang mga peak voltages. Sinusuportahan ng totoong PWM dimming ang mas malawak na spectrum ng mga frequency ng PWM.
Ang pangunahing tampok ng PWM dimming ay ang kakayahang mapanatili ang puting punto ng LED output. Bilang karagdagan, pinahihintulutan ang isang mataas na antas ng boltahe ng sanggunian na lumalampas sa mga error sa offset.
Ang driver development software ay nangangailangan ng mga user na pumili ng PWM dimming mode.
Pagbabago sa Duty Cycle (brightness) Gamit ang PWM
Habang ang supply ay naka-ON at naka-OFF nang napakabilis na gumagamit ng pulse width modulation output, ang mga LED ay hindi kumikislap. Ang Duty Cycle ay ang terminong ginamit upang ilarawan ang pagsukat ng liwanag ng PWM.
Ang duty cycle ay ang proporsyon ng runtime ng circuit na ito ay ON. Ang duty cycle ay ipinahayag bilang isang porsyento, na may 100 porsyento na kumakatawan sa pinakamaliwanag na magagawang kondisyon (ganap na NAKA-ON) at mas mababang mga porsyento na nagreresulta sa mahinang output ng LED na ilaw.
Ang PWM signal ay may 50% duty cycle kung ito ay nasa 50% ng oras at off 50% ng oras. Lumilitaw ang signal bilang isang parisukat na alon, at ang liwanag ng mga ilaw ay dapat na halos average. Kapag ang porsyento ay higit sa 50%, ang signal ay gumugugol ng mas maraming oras sa ON na estado kaysa sa OFF na estado, at vice versa kapag ang duty cycle ay mas mababa sa 50%.
Pulse Width Modulation (PWM) kumpara sa Analog Dimming ng mga LED
Sa exponential growth ng LED lighting sa merkado, nagkaroon ng natural na pagtaas ng demand para sa mataas na episyente at tiyak na regulated LED driver. Upang mapanatili ang diskarteng matipid sa enerhiya at kakayahang umangkop sa paggamit ng disenyo ng LED, ang mga "matalinong" ilaw sa kalye, flashlight, at mga digital na karatula, bukod sa iba pang mga gamit, ay nangangailangan ng tumpak na kinokontrol na mga agos at, sa maraming mga kaso, dimming functionality.
PWM Dimming
Sa pagdidilim ng pulse width modulation (PWM), pansamantalang naka-on at naka-off ang LED current. Upang maiwasan ang pagkutitap na epekto, ang dalas ng pag-on/pag-off ay dapat na mas mabilis kaysa sa nakikita ng mata ng tao (karaniwan ay higit sa 100Hz). Maaaring ipatupad ang PWM dimming sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan:
- Paggamit ng PWM signal upang direktang baguhin ang boltahe.
- Sa pamamagitan ng isang bukas na transistor ng kolektor
- Sa pamamagitan ng isang microcontroller.
Ang average na kasalukuyang ng isang LED ay katumbas ng kabuuan ng kabuuang nominal na kasalukuyang at ang dimming duty cycle nito. Dapat ding isaalang-alang ng taga-disenyo ang mga pagkaantala sa pagsara at pagsisimula ng output ng converter, na nagpapataw ng mga limitasyon sa dalas ng dimming ng PWM at saklaw ng duty cycle.
Analog Dimming
Ang pagsasaayos ng kasalukuyang antas ng LED ay tinutukoy bilang analog dimming. Ang paggamit ng panlabas na DC control boltahe o resistive dimming ay maaaring magawa ito. Sa kabila ng katotohanan na ang analog dimming ngayon ay nagbibigay-daan para sa pagsasaayos ng antas, ang temperatura ng kulay ay maaaring maglipat. Ang analog dimming ay hindi inirerekomenda para sa mga application kung saan ang kulay ng LED ay mahalaga.
Tingnan natin ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng PWM at analog dimming
| PWM Dimming | Analog Dimming |
| Ang liwanag ay nababagay sa pamamagitan ng pag-modulate ng peak current sa driver | Isinasaayos ang liwanag sa pamamagitan ng pagpapalit ng DC papunta sa LED |
| Walang Color Shift | Posibleng Paglipat ng Kulay habang nagbabago ang kasalukuyang LED |
| Mga posibleng kasalukuyang problema sa pagpasok | Walang inrush na kasalukuyang sa device |
| Mga limitasyon sa dalas at posibleng alalahanin sa dalas | Walang alalahanin sa dalas |
| Napaka-linear na pagbabago sa liwanag | Hindi kasing ganda ng linearity ng liwanag |
| Mas mababang Optical sa electrical na kahusayan | Mas mataas na optical sa electrical efficiency(>lumens per watt consumed) |
Mga Pagsasaalang-alang sa Hardware Para sa PWM
Ang PWM dimming ay nangangailangan ng ilang mga pagsasaalang-alang kapag binubuo ang system (o PC board).
Karaniwang kinakailangan ang driver na may mga LED na uri ng backlight dahil sa kasalukuyang antas. Ang isang digital na output, tulad ng isa mula sa isang microcontroller, ay hindi maaaring gamitin upang direktang i-drive ito.
Ang isang straightforward logic level FET (Field-Effect Transistor) type transistor ay karaniwang ginagamit bilang driver sa iba't ibang mga application. Ang isang risistor sa gate ay dapat gamitin upang ilipat ang FET upang makontrol ang kasalukuyang gate, at isang risistor ay kinakailangan kung ang kasalukuyang paghihigpit ay nais. Tiyaking hinahanap mo ang wastong mga boltahe at agos ng pagmamaneho ng backlight sa LCD datasheet.
Ang isang switching-type na LED driver ay maaaring magmaneho ng LED backlight sa mas mataas na agos at mas mahusay. Ang mga driver na ito ay mas kumplikado, at madalas na pinangangasiwaan ng isang espesyalistang IC ang switching function. Ang PWM input sa ilang IC ay hayagang idinisenyo para sa dimming application.
Kung gumagamit ng microcontroller, dapat mag-ingat upang kumonekta sa isang output pin na sumusuporta sa PWM (timer/counter) na output kung ang PWM ay ginagamit bilang isang hardware function.
PWM – Mga Pagsasaalang-alang ng Firmware/Software
Ang PWM dimming ay nangangailangan ng mga partikular na pagsasaalang-alang sa disenyo ng system (o PC board).
Dahil sa mataas na kasalukuyang, ang mga backlight-type na LED ay karaniwang nangangailangan ng driver. Ang mga digital na output, tulad ng mula sa mga microcontroller, ay hindi maaaring gamitin upang direktang i-drive ito.
Karaniwan, ang isang simpleng transistor sa antas ng logic na FET (Field-Effect Transistor) ay ginagamit bilang isang driver sa iba't ibang mga aplikasyon. Ang paglipat ng FET upang i-regulate ang kasalukuyang gate ay nangangailangan ng isang risistor sa gate, at isang risistor ay kinakailangan kung ang kasalukuyang paglilimita ay ninanais. Suriin ang LCD datasheet para sa tamang backlight driving voltages at currents.
Ang isang switching-type na LED driver ay maaaring magmaneho ng LED backlight nang mas epektibo at sa mas malalaking alon. Ang mga driver na ito ay mas kumplikado, at ang switching function ay madalas na pinangangasiwaan ng isang dalubhasang IC. Ang mga PWM input ng ilang IC ay partikular na binuo para sa mga dimming application.
Kung ang PWM ay ginagamit bilang isang function ng hardware, dapat bigyang pansin ang pagkonekta sa isang output pin na sumusuporta sa PWM (timer/counter) na output sa isang microcontroller.
PWM Functionality At Application
Kapag ang mga panahon ng on at off ng switch ay inilipat nang may kaugnayan sa isa't isa, ang dami ng kuryente na naihatid sa load ay tumataas. Tulad ng inaasahan, ang ganitong uri ng kontrol ay nag-aalok ng maraming mga pakinabang.
Ang PWM na ipinares sa maximum na power point tracking, o MPPT, ay isa sa mga pangunahing paraan para bawasan ang output ng solar panel upang gawing mas madali para sa isang baterya na gamitin ito.
Ang PWM, sa kabilang banda, ay mainam para sa pagpapagana ng mga inertial na kagamitan, tulad ng mga motor, dahil ang kakaibang paglipat na ito ay may mas kaunting epekto sa kanila. Dahil sa linear na link sa pagitan ng paggana ng mga LED at boltahe ng input, nalalapat din ito sa mga LED.
Bilang karagdagan, ang PWM switching frequency ay dapat na walang epekto sa load, at ang resultang waveform ay dapat na sapat na makinis para makilala ng load.
Depende sa device at sa paggana nito, ang dalas ng paglipat ng power supply ay karaniwang mag-iiba nang malaki. Ang mga electric range, computer power supply, at audio amplifier ay nangangailangan ng mga bilis ng paglipat sa sampu o daan-daang kilohertz range.
Ang isa pang pangunahing bentahe ng paggamit ng PWM ay ang hindi kapani-paniwalang mababang pagkawala ng kuryente sa mga switching device. Kapag ang switch ay naka-off, walang kasalukuyang dumadaloy dito. Bilang karagdagan, kapag ang isang switch ay naka-on at nagpapadala ng kuryente sa load nito, mayroong kaunting pagbaba ng boltahe sa kabuuan nito.
Kaugnay na Artikulo
Lahat ng Kailangan Mong Malaman Tungkol sa DMX512 Control
Lahat ng kailangan mong malaman Tungkol sa Triac Dimming para sa mga LED
Paano Pumili ng Tamang LED Power Supply
DMX vs. DALI Lighting Control: Alin ang Pipiliin?
Ang Pinakamahusay na Gabay sa 0-10V Dimming
FAQs
Buod
Ang PWM dimming ay isang simple at murang paraan ng pagsasaayos ng liwanag ng mga LED na ilaw. Ang PWM dimming ay may iba't ibang pakinabang sa analog dimming, kabilang ang mas mataas na ekonomiya ng enerhiya, mas tumpak na kontrol, at mas mahabang buhay. Gayunpaman, nagpapakita ito ng ilang mga isyu, tulad ng posibleng EMI at ang pangangailangan para sa mga high-frequency switching circuit. Gayunpaman, ang PWM dimming ay isang mahalagang pamamaraan para sa pag-regulate ng mga LED na ilaw, at ang hinaharap nito ay tila nangangako.
Ang LEDYi ay gumagawa ng mataas na kalidad LED strips at LED neon flex. Ang lahat ng aming mga produkto ay dumaan sa mga high-tech na laboratoryo upang matiyak ang sukdulang kalidad. Bukod pa rito, nag-aalok kami ng mga napapasadyang opsyon sa aming mga LED strip at neon flex. Kaya, para sa premium na LED strip at LED neon flex, makipag-ugnayan sa LEDYi ASAP!
