कुशल एलईडी नियंत्रण: पीडब्लूएम डिमिंग की खोज

इसकी प्रभावशीलता, स्थायित्व और लंबी उम्र के कारण एलईडी प्रकाश व्यवस्था का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एल ई डी का उपयोग करने के बारे में सबसे पेचीदा चीजों में से एक उनकी चमक को नियंत्रित करना है। यहाँ, PWM डिमिंग प्रासंगिक है। एल ई डी का नियंत्रण पीडब्लूएम डिमिंग विद्युत प्रवाह की पल्स चौड़ाई को बदलकर एलईडी चमक को विनियमित करने की एक विधि है। PWM डिमिंग एलईडी लाइट्स को नियंत्रित करने के एक व्यावहारिक और प्रभावी तरीके के रूप में तेजी से लोकप्रिय हो रहा है।

PWM डिमिंग क्या है?

PWM की इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रत्येक क्षेत्र में विभिन्न उपकरणों को नियंत्रित करने की क्षमता आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में इसके व्यापक उपयोग के लिए काफी हद तक जिम्मेदार है। PWM संकेतों का उपयोग एलईडी को मंद करने, मोटरों को नियंत्रित करने और विभिन्न विद्युत उपकरणों के वर्गीकरण को चलाने के लिए किया जाता है। इसलिए, PWM कार्यप्रणाली की कार्यक्षमता क्या है?

PWM एक विद्युत संकेत की औसत सुपुर्दगी शक्ति को कम करने की एक विधि है। इसके अलावा, सिग्नल को उसके घटक भागों में सफलतापूर्वक अलग करके प्रक्रिया पूरी की जाती है। कार्यक्षमता के संदर्भ में, लोड और स्रोत के बीच स्विच को लोड करने के लिए आपूर्ति की गई औसत वर्तमान और वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए तेजी से चालू और बंद किया जा सकता है।

सिग्नल के उच्च (चालू) या कम (बंद) होने की मात्रा को अलग-अलग करके, PWM चमक (बंद) की एक विस्तृत श्रृंखला की अनुमति देता है। एनालॉग डिमिंग के विपरीत, जो आउटपुट पावर को बदलकर एलईडी को कम कर देता है, पीडब्लूएम सिग्नल किसी भी समय चालू या बंद हो सकता है, जिसका अर्थ है कि एलईडी को या तो पूर्ण वोल्टेज मिलेगा या बिजली नहीं मिलेगी (यानी, 10V के बजाय 12V प्रदान करना) चमक बदलें)।

कॉन्स्टेंट करंट रिडक्शन (CCR) क्या है?

RSI निरंतर वर्तमान कमी तकनीक एलईडी (सीसीआर) को एक स्थिर वर्तमान प्रवाह प्रदान करती है। पीडब्लूएम विधि के विपरीत, जिसमें एलईडी स्थिति चालू और बंद के बीच उतार-चढ़ाव करती है, एलईडी लगातार चालू रहती है। फिर भी, आप CCR का उपयोग करके वर्तमान स्तरों को समायोजित या परिवर्तित करके LED की चमक को नियंत्रित कर सकते हैं।

सीसीआर डिमिंग विधि के लाभ:

• दूरस्थ अनुप्रयोगों के लिए आदर्श जिनके लिए लंबे तार की लंबाई और कड़े ईएमआई विनिर्देशों की आवश्यकता होती है।
• PWM ड्राइवरों (60 V) की तुलना में CCR ड्राइवरों में उच्च आउटपुट वोल्टेज प्रतिबंध (24.8 V) हैं। ये विनिर्देश कक्षा 2 ड्राइवरों पर लागू होते हैं जो नम और शुष्क दोनों वातावरणों में उपयोग के लिए UL-प्रमाणित होते हैं।

सीसीआर डिमिंग विधि के नुकसान:

• बहुत कम धाराओं पर एल ई डी की असंगत प्रकाश पीढ़ी अधिकतम चमक के 10% से कम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए सीसीआर विधि को अनुपयुक्त बनाती है। अंत में, इन मौजूदा स्तरों पर इस पद्धति द्वारा निर्मित एलईडी प्रदर्शन सबपर है।
• कम ड्राइविंग करंट एक असंगत रंग की ओर ले जाता है।

PWM एक डिमिंग सिग्नल के रूप में

आइए पल्स चौड़ाई मॉडुलन की हमारी वर्तमान समझ पर विस्तार करें। अब, PWM को सिग्नल के रूप में पहचाना जाना चाहिए।

पल्स चौड़ाई मॉडुलन संकेतों में स्क्वायर-वेव-शेप्ड दालों (PWM) के अनुक्रम होते हैं। हर संकेत के तरंग रूप में चोटियाँ और घाटियाँ होती हैं। ऑन-टाइम तब होता है जब सिग्नल की शक्ति अधिक होती है, जबकि ऑफ-टाइम तब होता है जब सिग्नल की शक्ति कम होती है।

शुल्क साइकिल

कर्तव्य चक्र तब होता है जब डिमिंग अवधारणा में सिग्नल उच्च रह सकता है। इसलिए, सिग्नल का 100% कर्तव्य चक्र होता है यदि यह हमेशा चालू रहता है। PWM सिग्नल के ऑन-टाइम को समायोजित किया जा सकता है। जब PWM कर्तव्य चक्र 50% पर सेट होता है, तो सिग्नल 50% समय पर और 50% बंद चलता है।

आवृत्ति

पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) सिग्नल फ्रीक्वेंसी एक अन्य आवश्यक घटक है। PWM आवृत्ति यह निर्धारित करती है कि PWM सिग्नल द्वारा कितनी जल्दी एक अवधि-सिग्नल को चालू और बंद करने में कितना समय लगता है-पूरा किया जाता है।

PWM एलईडी ड्राइवर आउटपुट के रूप में

जब PWM सिग्नल को DC वोल्टेज में बदला जाता है और एक के रूप में उपयोग किया जाता है एलईडी ड्राइवर आउटपुट, पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन होता है। पीडब्लूएम आउटपुट सर्किट उच्च आवृत्ति पर चालू और बंद राज्यों के बीच डीसी एलईडी धाराओं में कटौती करता है। इसलिए, एलईडी लाइट आउटपुट में बदलाव का कारण बनने वाली झिलमिलाहट मानव आंखों के लिए अदृश्य है।

पीडब्लूएम आउटपुट और डिमिंग सिग्नल के बीच अंतर के बारे में लोग अक्सर कुछ चीजों को भ्रमित करते हैं। तो आइए कुछ बातों का ध्यान रखें।

तंत्र डिजिटल सिग्नल के रूप में PWM सिग्नल उत्पन्न करता है, जो इसे डिमेबल केबल पर सुसंगत बनाता है। इसके विपरीत, चालक PWM कर्तव्य चक्र का पता लगाकर आउटपुट करंट को निर्धारित करता है।

बाजार में PWM डिमिंग ड्राइवर्स

एलईडी लाइटिंग के लिए PWM डिमिंग ड्राइवर तेजी से महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं। बहरहाल, यह जानना आवश्यक है कि PWM डिमिंग ड्राइवरों को दो अलग-अलग तरीकों से महसूस किया जा सकता है, और आइए जानें कि वे क्या हैं।

नकली PWM डिमिंग

नकली डिमिंग विधि का उद्देश्य PWM इनपुट को एनालॉग कंट्रोल सिग्नल में बदलना है। चालक के भीतर एक प्रतिरोधी-संधारित्र (आरसी) फ़िल्टर रहता है।

आरसी फ़िल्टर कर्तव्य चक्र के आधार पर पीडब्लूएम सिग्नल को आनुपातिक डीसी वोल्टेज में परिवर्तित करता है। नकली पीडब्लूएम डिमिंग का नीरव होने का फायदा है, और आउटपुट पर कोई शोर नहीं है क्योंकि एलईडी करंट निरंतर है।

फिर भी, यह विधि समस्याग्रस्त है क्योंकि PWM का शिखर मान 10V से कम होने पर सटीकता खराब है। इसके अलावा, रोकनेवाला-संधारित्र (RC) मान PWM सिग्नल की आवृत्ति को सीमित करता है।

वास्तविक PWM डिमिंग

वास्तविक PWM डिमिंग में, निर्दिष्ट आवृत्ति और कर्तव्य चक्र पर एलईडी धाराएं चालू और बंद होती हैं। ड्राइवर में MCU या माइक्रोकंट्रोलर की उपस्थिति PWM सिग्नल को पीक वोल्टेज का पता लगाने में सक्षम बनाती है। वास्तविक PWM डिमिंग PWM आवृत्तियों के व्यापक स्पेक्ट्रम का समर्थन करता है।

PWM डिमिंग की एक मूलभूत विशेषता इसकी एलईडी आउटपुट के सफेद बिंदु को बनाए रखने की क्षमता है। इसके अलावा, ऑफ़सेट त्रुटियों से अधिक एक उन्नत संदर्भ वोल्टेज स्तर की अनुमति है।

चालक विकास सॉफ़्टवेयर के लिए उपयोगकर्ताओं को PWM डिमिंग मोड चुनने की आवश्यकता होती है।

पीडब्लूएम के साथ कर्तव्य चक्र (चमक) को बदलना

जबकि आपूर्ति चालू और बंद इतनी तेजी से पल्स चौड़ाई मॉडुलन आउटपुट का उपयोग कर रही है, एल ई डी झिलमिलाहट नहीं करते हैं। कर्तव्य चक्र PWM चमक की माप का वर्णन करने के लिए प्रयुक्त शब्द है।

कर्तव्य चक्र सर्किट के रनटाइम का अनुपात है कि यह चालू है। कर्तव्य चक्र को प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसमें 100 प्रतिशत सबसे चमकदार व्यवहार्य स्थिति (पूरी तरह से चालू) और कम प्रतिशत का प्रतिनिधित्व करता है जिसके परिणामस्वरूप खराब एलईडी लाइट आउटपुट होता है।

PWM सिग्नल का 50% कर्तव्य चक्र होता है यदि यह 50% समय पर और 50% समय पर होता है। संकेत एक वर्ग तरंग के रूप में प्रकट होता है, और रोशनी की चमक लगभग औसत होनी चाहिए। जब प्रतिशत 50% से अधिक होता है, तो सिग्नल ऑफ स्थिति की तुलना में चालू स्थिति में अधिक समय बिताता है, और इसके विपरीत जब कर्तव्य चक्र 50% से कम होता है।

पल्स चौड़ाई मॉडुलन (PWM) बनाम एल ई डी की एनालॉग डिमिंग

बाजार में एलईडी लाइटिंग की घातीय वृद्धि के साथ, अत्यधिक कुशल और सटीक विनियमित एलईडी ड्राइवरों की मांग में स्वाभाविक वृद्धि हुई है। एलईडी डिजाइन की ऊर्जा-कुशल रणनीति और अंतिम उपयोग के लचीलेपन को संरक्षित करने के लिए, "स्मार्ट" स्ट्रीट लाइट, फ्लैशलाइट और डिजिटल संकेतों, अन्य उपयोगों के बीच, सटीक रूप से नियंत्रित धाराओं की आवश्यकता होती है और कई मामलों में, मंद कार्यक्षमता की आवश्यकता होती है।

पीडब्लूएम डिमिंग 

पल्स विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) डिमिंग के साथ, LED करंट क्षण भर के लिए चालू और बंद होता है। झिलमिलाहट के प्रभाव को रोकने के लिए, ऑन/ऑफ फ्रीक्वेंसी मानव आंखों की तुलना में तेज होनी चाहिए (आमतौर पर 100 हर्ट्ज से अधिक)। PWM डिमिंग को विभिन्न तरीकों से लागू किया जा सकता है:

• वोल्टेज को सीधे बदलने के लिए PWM सिग्नल का उपयोग करना।
• एक खुले संग्राहक ट्रांजिस्टर के माध्यम से
• एक माइक्रोकंट्रोलर द्वारा।

एक एलईडी का औसत करंट उसके कुल नॉमिनल करंट और उसके डिमिंग ड्यूटी चक्र के योग के बराबर होता है। डिजाइनर को कनवर्टर आउटपुट शटडाउन और स्टार्टअप में देरी को भी ध्यान में रखना चाहिए, जो पीडब्लूएम डिमिंग आवृत्ति और कर्तव्य चक्र सीमा पर सीमाएं लगाता है।

एनालॉग डिमिंग 

एलईडी वर्तमान स्तर को समायोजित करना एनालॉग डिमिंग के रूप में जाना जाता है। बाहरी डीसी नियंत्रण वोल्टेज या प्रतिरोधक डिमिंग का उपयोग करके इसे पूरा किया जा सकता है। इस तथ्य के बावजूद कि एनालॉग डिमिंग अब स्तर समायोजन की अनुमति देता है, रंग तापमान बदल सकता है। उन अनुप्रयोगों के लिए एनालॉग डिमिंग की अनुशंसा नहीं की जाती है जहां एलईडी का रंग आवश्यक है।

आइए PWM और एनालॉग डिमिंग के बीच प्राथमिक अंतरों पर एक नज़र डालें

पीडब्लूएम डिमिंग	एनालॉग डिमिंग
ब्राइटनेस को ड्राइवर में पीक करंट को मॉड्युलेट करके एडजस्ट किया जाता है	डीसी को एलईडी में बदलकर चमक को समायोजित किया गया
कोई रंग परिवर्तन नहीं	संभव रंग बदलाव एलईडी वर्तमान परिवर्तन के रूप में
संभव वर्तमान घुसपैठ की समस्याएं	डिवाइस में कोई करंट नहीं
आवृत्ति सीमाएँ और संभावित आवृत्ति चिंताएँ	कोई आवृत्ति चिंता नहीं
चमक में बहुत रैखिक परिवर्तन	चमक रैखिकता उतनी अच्छी नहीं है
विद्युत दक्षता के लिए कम ऑप्टिकल	बिजली दक्षता के लिए उच्च ऑप्टिकल (> लुमेन प्रति वाट खपत)

PWM के लिए हार्डवेयर विचार

PWM डिमिंग को सिस्टम (या पीसी बोर्ड) विकसित करते समय कुछ विचारों की आवश्यकता होती है।

वर्तमान स्तर के कारण आमतौर पर बैकलाइट-प्रकार के एलईडी के साथ एक ड्राइवर आवश्यक होता है। एक माइक्रोकंट्रोलर से एक डिजिटल आउटपुट का उपयोग इसे सीधे चलाने के लिए नहीं किया जा सकता है।

एक सीधा तर्क स्तर FET (फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) टाइप ट्रांजिस्टर आमतौर पर विभिन्न अनुप्रयोगों में ड्राइवर के रूप में उपयोग किया जाता है। गेट करंट को नियंत्रित करने के लिए FET को स्विच करने के लिए गेट पर एक अवरोधक का उपयोग किया जाना चाहिए, और यदि वर्तमान प्रतिबंध वांछित है तो एक अवरोधक आवश्यक है। सुनिश्चित करें कि आप LCD डेटाशीट पर उचित बैकलाइट ड्राइविंग वोल्टेज और करंट देखें।

एक स्विचिंग-टाइप एलईडी ड्राइवर एलईडी बैकलाइट को उच्च धाराओं और अधिक कुशलता से चला सकता है। ये ड्राइवर अधिक जटिल होते हैं, और एक विशेषज्ञ आईसी अक्सर स्विचिंग फ़ंक्शन को संभालता है। कई IC पर PWM इनपुट स्पष्ट रूप से डिमिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यदि एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किया जा रहा है, तो पीडब्लूएम (टाइमर/काउंटर) आउटपुट का समर्थन करने वाले आउटपुट पिन से कनेक्ट करने के लिए देखभाल की जानी चाहिए यदि पीडब्लूएम को हार्डवेयर फ़ंक्शन के रूप में उपयोग किया जाता है।

PWM - फ़र्मवेयर / सॉफ़्टवेयर विचार

PWM डिमिंग विशेष सिस्टम डिज़ाइन विचार (या पीसी बोर्ड) की मांग करता है।

उच्च धारा के कारण, बैकलाइट-प्रकार के एलईडी को आमतौर पर ड्राइवर की आवश्यकता होती है। डिजिटल आउटपुट, जैसे कि माइक्रोकंट्रोलर्स से, इसे सीधे चलाने के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है।

आमतौर पर, एक साधारण तर्क स्तर FET (फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) प्रकार के ट्रांजिस्टर का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में ड्राइवर के रूप में किया जाता है। गेट करंट को विनियमित करने के लिए FET को स्विच करने के लिए गेट पर एक अवरोधक की आवश्यकता होती है, और यदि वर्तमान सीमित करना वांछित है तो एक अवरोधक की आवश्यकता होती है। सही बैकलाइट ड्राइविंग वोल्टेज और करंट के लिए LCD डेटाशीट की जाँच करें।

एक स्विचिंग-टाइप एलईडी ड्राइवर एलईडी बैकलाइट को अधिक प्रभावी ढंग से और अधिक धाराओं पर चला सकता है। ये ड्राइवर अधिक जटिल हैं, और स्विचिंग फ़ंक्शन को अक्सर एक विशेष आईसी द्वारा नियंत्रित किया जाता है। कई IC के PWM इनपुट विशेष रूप से डिमिंग अनुप्रयोगों के लिए विकसित किए गए हैं।

यदि PWM का उपयोग हार्डवेयर फ़ंक्शन के रूप में किया जाता है, तो आउटपुट पिन से कनेक्ट करने के लिए ध्यान दिया जाना चाहिए जो माइक्रोकंट्रोलर पर PWM (टाइमर/काउंटर) आउटपुट का समर्थन करता है।

PWM कार्यक्षमता और अनुप्रयोग

जब स्विच की चालू और बंद अवधि एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित की जाती है, तो लोड को दी जाने वाली बिजली की मात्रा बढ़ जाती है। जैसा कि अपेक्षित था, इस प्रकार का नियंत्रण कई लाभ प्रदान करता है।

PWM को अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग, या MPPT के साथ जोड़ा जाता है, यह सौर पैनल आउटपुट को कम करने के प्राथमिक तरीकों में से एक है, जिससे बैटरी का उपयोग करना आसान हो जाता है।

दूसरी ओर, PWM जड़त्वीय उपकरणों, जैसे कि मोटरों को शक्ति प्रदान करने के लिए आदर्श है, क्योंकि इस अद्वितीय स्विचिंग का उन पर कम प्रभाव पड़ता है। एल ई डी के कामकाज और इनपुट वोल्टेज के बीच रैखिक लिंक के कारण, यह एल ई डी पर भी लागू होता है।

इसके अलावा, पीडब्लूएम स्विचिंग फ्रीक्वेंसी का लोड पर कोई प्रभाव नहीं होना चाहिए, और परिणामी तरंग को लोड को पहचानने के लिए पर्याप्त चिकना होना चाहिए।

डिवाइस और उसके कार्य के आधार पर, बिजली आपूर्ति की स्विचिंग आवृत्ति आम तौर पर महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होगी। इलेक्ट्रिक रेंज, कंप्यूटर बिजली की आपूर्ति और ऑडियो एम्पलीफायरों को दसियों या सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ रेंज में स्विचिंग गति की आवश्यकता होती है।

PWM को अपनाने का एक अन्य महत्वपूर्ण लाभ स्विचिंग उपकरणों में अविश्वसनीय रूप से कम बिजली की हानि है। जब एक स्विच को बंद कर दिया जाता है, तो उसमें से कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है। इसके अलावा, जब कोई स्विच चालू होता है और उसके लोड पर बिजली भेज रहा होता है, तो उसके आर-पार नगण्य वोल्टेज ड्रॉप होता है।

संबंधित आलेख

DMX512 नियंत्रण के बारे में आपको जो कुछ पता होना चाहिए

एल ई डी के लिए ट्राईक डिमिंग के बारे में आपको जो कुछ जानने की जरूरत है

एलईडी पट्टी रोशनी कैसे मंद करें

सही एलईडी बिजली की आपूर्ति कैसे चुनें

DMX बनाम DALI प्रकाश नियंत्रण: किसे चुनना है?

0-10V डिमिंग के लिए अंतिम गाइड

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

सारांश

PWM डिमिंग एलईडी लाइट्स की चमक को समायोजित करने का एक सरल और सस्ता तरीका है। PWM डिमिंग के एनालॉग डिमिंग पर कई फायदे हैं, जिनमें उच्च ऊर्जा अर्थव्यवस्था, अधिक सटीक नियंत्रण और लंबी उम्र शामिल है। हालाँकि, यह कई मुद्दों को प्रस्तुत करता है, जैसे संभावित ईएमआई और उच्च-आवृत्ति स्विचिंग सर्किट की आवश्यकता। हालांकि, एलईडी रोशनी को विनियमित करने के लिए पीडब्लूएम डिमिंग एक महत्वपूर्ण तकनीक है, और इसका भविष्य आशाजनक लगता है।

LEDYi उच्च गुणवत्ता बनाती है एलईडी स्ट्रिप्स और एलईडी नियॉन फ्लेक्स. हमारे सभी उत्पाद अत्यधिक गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए उच्च तकनीक प्रयोगशालाओं से गुजरते हैं। इसके अलावा, हम अपने एलईडी स्ट्रिप्स और नियॉन फ्लेक्स पर अनुकूलन योग्य विकल्प प्रदान करते हैं। तो, प्रीमियम एलईडी पट्टी और एलईडी नियॉन फ्लेक्स के लिए, LEDYi से संपर्क करें यथाशीघ्र!