Lampu LED digunakan secara meluas kerana keberkesanan, ketahanan dan jangka hayatnya yang panjang. Salah satu perkara paling rumit tentang menggunakan LED ialah mengawal kecerahannya. Di sini, peredupan PWM adalah relevan. kawalan LED PWM dimming ialah kaedah untuk mengawal kecerahan LED dengan mengubah lebar nadi arus elektrik. Peredupan PWM menjadi semakin disukai sebagai kaedah yang praktikal dan berkesan untuk mengawal lampu LED.
Apakah peredupan PWM?
Keupayaan PWM untuk mengawal pelbagai peranti dalam setiap bidang elektronik sebahagian besarnya bertanggungjawab untuk penggunaannya yang meluas dalam industri elektronik moden. Isyarat PWM digunakan untuk meredupkan LED, mengawal motor, dan menjalankan pelbagai jenis peralatan elektrik yang berbeza. Oleh itu, apakah fungsi metodologi PWM?
PWM ialah kaedah untuk mengurangkan purata kuasa penghantaran isyarat elektrik. Di samping itu, prosedur itu selesai dengan berjaya memisahkan isyarat ke bahagian konstituennya. Dari segi kefungsian, suis antara beban dan punca boleh dihidupkan dan dimatikan dengan pantas untuk mengawal arus dan voltan purata yang dibekalkan kepada beban.
Dengan mengubah jumlah masa isyarat adalah tinggi (HIDUP) atau rendah (MATI), PWM membenarkan julat kecerahan (OFF) yang luas. Berbeza dengan pemalapan analog, yang memalapkan LED dengan mengubah kuasa output, isyarat PWM mungkin sama ada HIDUP atau MATI pada satu-satu masa, bermakna LED sama ada akan mendapat voltan penuh atau tiada elektrik (iaitu, menyediakan 10V dan bukannya 12V kepada mengubah kecerahan).
Apakah Pengurangan Arus Malar (CCR)?
. pengurangan arus berterusan teknik menyediakan aliran arus yang stabil ke LED (CCR). Berbeza dengan kaedah PWM, di mana keadaan LED berubah-ubah antara hidup dan mati, LED sentiasa hidup. Namun, anda boleh mengawal kecerahan LED dengan melaraskan atau menukar tahap semasa menggunakan CCR.
Kelebihan Kaedah Peredupan CCR:
- Sesuai untuk aplikasi jauh yang memerlukan panjang wayar yang panjang dan spesifikasi EMI yang ketat.
- Pemacu CCR mempunyai sekatan voltan keluaran yang lebih tinggi (60 V) daripada pemacu PWM (24.8 V). Spesifikasi ini digunakan untuk pemandu Kelas 2 yang diperakui UL untuk digunakan dalam kedua-dua persekitaran lembap dan kering.
Kelemahan Kaedah Peredupan CCR:
- Penjanaan cahaya LED yang tidak konsisten pada arus yang sangat rendah menjadikan kaedah CCR tidak sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pemalapan di bawah 10% daripada kecerahan maksimum. Kesimpulannya, prestasi LED yang dihasilkan oleh kaedah ini pada tahap sekarang ini adalah subpar.
- Arus pemanduan yang rendah membawa kepada warna yang tidak konsisten.
PWM sebagai Isyarat Peredupan
Mari kita kembangkan pemahaman semasa kita tentang modulasi lebar nadi. Sekarang, PWM mesti diiktiraf sebagai isyarat.
Isyarat modulasi lebar nadi terdiri daripada urutan denyutan berbentuk gelombang persegi (PWM). Terdapat puncak dan lembah dalam bentuk gelombang setiap isyarat. On-time ialah apabila kekuatan isyarat tinggi, manakala off-time ialah apabila kekuatan isyarat rendah.
Kitaran Kewajipan
Kitaran tugas ialah apabila isyarat boleh kekal tinggi dalam konsep peredupan. Oleh itu, isyarat mempunyai kitaran tugas 100% jika ia sentiasa hidup. Masa isyarat PWM boleh dilaraskan. Apabila kitaran tugas PWM ditetapkan kepada 50%, isyarat berjalan 50% daripada masa hidup dan 50% mati.
Kekerapan
Frekuensi isyarat modulasi lebar nadi (PWM) adalah satu lagi komponen penting. Kekerapan PWM menentukan seberapa cepat tempoh—jumlah masa yang diperlukan untuk isyarat dihidupkan dan dimatikan—dilengkapkan oleh isyarat PWM.
PWM sebagai Output Pemacu LED
Apabila isyarat PWM ditukar kepada voltan DC dan digunakan sebagai Pemacu LED output, modulasi lebar nadi berlaku. Litar keluaran PWM memotong arus LED DC antara keadaan hidup dan mati pada frekuensi tinggi. Oleh itu, kelipan yang menyebabkan peralihan dalam output cahaya LED tidak dapat dilihat oleh mata manusia.
Orang sering mengelirukan beberapa perkara mengenai perbezaan antara output PWM dan isyarat peredupan. Jadi mari kita ambil perhatian beberapa perkara.
Mekanisme ini menghasilkan isyarat PWM sebagai isyarat digital, yang menjadikannya konsisten pada kabel boleh malap. Sebaliknya, pemandu menentukan arus keluaran dengan mengesan kitaran tugas PWM.
Pemacu Peredupan PWM di Pasaran
Pemacu pemalapan PWM menjadi semakin penting untuk pencahayaan LED. Walau bagaimanapun, adalah perlu untuk mengetahui bahawa pemacu peredupan PWM mungkin direalisasikan dalam dua cara yang berbeza, dan mari kita ketahui apa itu.
Peredupan PWM palsu
Tujuan kaedah peredupan palsu adalah untuk menukar input PWM kepada isyarat kawalan analog. Penapis perintang-kapasitor (RC) berada di dalam pemandu.
Penapis RC menukar isyarat PWM kepada voltan DC berkadar berdasarkan kitaran tugas. Peredupan PWM palsu mempunyai kelebihan tanpa bunyi, dan tiada bunyi pada output kerana arus LED adalah berterusan.
Walau bagaimanapun, kaedah ini bermasalah kerana ketepatannya adalah lemah jika nilai puncak PWM adalah di bawah 10V. Selain itu, nilai perintang-kapasitor (RC) mengehadkan kekerapan isyarat PWM.
Peredupan PWM Sebenar
Dalam peredupan PWM sebenar, arus LED menghidupkan dan mematikan pada kekerapan dan kitaran tugas yang ditentukan. Kehadiran MCU atau mikropengawal dalam pemacu membolehkan isyarat PWM mengesan voltan puncak. Peredupan PWM sebenar menyokong spektrum frekuensi PWM yang lebih luas.
Ciri asas pemalapan PWM ialah keupayaannya untuk mengekalkan titik putih output LED. Di samping itu, paras voltan rujukan tinggi yang melebihi ralat mengimbangi dibenarkan.
Perisian pembangunan pemacu memerlukan pengguna memilih mod peredupan PWM.
Mengubah Kitaran Tugas (kecerahan) Dengan PWM
Walaupun bekalan dihidupkan dan dimatikan dengan begitu pantas menggunakan keluaran modulasi lebar denyut, LED tidak berkelip. Kitaran Tugas ialah istilah yang digunakan untuk menerangkan ukuran kecerahan PWM.
Kitaran tugas ialah perkadaran masa jalan litar yang dihidupkan. Kitaran tugas dinyatakan sebagai peratusan, dengan 100 peratus mewakili keadaan yang boleh dilaksanakan paling terang (HIDUP sepenuhnya) dan peratusan yang lebih rendah mengakibatkan output cahaya LED yang lemah.
Isyarat PWM mempunyai kitaran tugas 50% jika ia dihidupkan 50% daripada masa dan dimatikan 50% daripada masa. Isyarat muncul sebagai gelombang persegi, dan kecerahan lampu hendaklah kira-kira purata. Apabila peratusan lebih besar daripada 50%, isyarat menghabiskan lebih banyak masa dalam keadaan ON berbanding dalam keadaan OFF, dan sebaliknya apabila kitaran tugas kurang daripada 50%.
Modulasi Lebar Nadi (PWM) lwn. Peredupan Analog LED
Dengan pertumbuhan eksponen pencahayaan LED di pasaran, terdapat peningkatan semula jadi dalam permintaan untuk pemacu LED yang sangat cekap dan dikawal dengan tepat. Untuk mengekalkan strategi cekap tenaga dan fleksibiliti penggunaan akhir reka bentuk LED, lampu jalan "pintar", lampu suluh dan tanda digital, antara kegunaan lain, memerlukan arus terkawal dengan tepat dan, dalam banyak kes, fungsi pemalapan.
Peredupan PWM
Dengan pemalapan modulasi lebar nadi (PWM), arus LED dihidupkan dan dimatikan seketika. Untuk mengelakkan kesan kelipan, kekerapan hidup/mati mestilah lebih cepat daripada apa yang boleh dilihat oleh mata manusia (biasanya melebihi 100Hz). Peredupan PWM boleh dilaksanakan melalui pelbagai kaedah:
- Menggunakan isyarat PWM untuk menukar voltan secara langsung.
- Dengan cara transistor pengumpul terbuka
- Oleh mikropengawal.
Arus purata LED adalah sama dengan jumlah arus nominal dan kitaran tugas pemalapannya. Pereka bentuk juga mesti mengambil kira kelewatan dalam penutupan dan pemulaan output penukar, yang mengenakan had pada frekuensi pemalapan PWM dan julat kitaran tugas.
Peredupan Analog
Melaraskan aras arus LED dirujuk sebagai peredupan analog. Menggunakan voltan kawalan DC luaran atau peredupan rintangan boleh mencapai matlamat ini. Walaupun pada hakikatnya pemalapan analog kini membolehkan pelarasan tahap, suhu warna boleh beralih. Peredupan analog tidak disyorkan untuk aplikasi yang rona LED adalah penting.
Mari kita lihat perbezaan utama antara PWM & peredupan analog
| Peredupan PWM | Peredupan Analog |
| Kecerahan dilaraskan dengan memodulasi arus puncak dalam pemandu | Kecerahan dilaraskan dengan menukar DC ke LED |
| Tiada Anjakan Warna | Kemungkinan Anjakan Warna apabila arus LED berubah |
| Kemungkinan masalah arus masuk semasa | Tiada arus masuk ke peranti |
| Had kekerapan & kemungkinan kebimbangan kekerapan | Tiada kebimbangan kekerapan |
| Perubahan kecerahan yang sangat linear | Lineariti kecerahan tidak begitu baik |
| Optik lebih rendah kepada kecekapan elektrik | Kecekapan optik kepada elektrik yang lebih tinggi(>lumen per watt yang digunakan) |
Pertimbangan Perkakasan Untuk PWM
Peredupan PWM memerlukan pertimbangan tertentu semasa membangunkan sistem (atau papan PC).
Pemandu biasanya diperlukan dengan LED jenis lampu latar kerana tahap semasa. Output digital, seperti keluaran dari mikropengawal, tidak boleh digunakan untuk memacunya secara langsung.
Transistor jenis FET (Field-Effect Transistor) tahap logik mudah biasanya digunakan sebagai pemacu dalam pelbagai aplikasi. Perintang pada pintu mesti digunakan untuk menukar FET untuk mengawal arus get, dan perintang diperlukan jika sekatan semasa dikehendaki. Pastikan anda mencari voltan pemacu lampu latar yang betul dan arus pada lembaran data LCD.
Pemacu LED jenis pensuisan boleh memacu lampu latar LED pada arus yang lebih tinggi dan lebih cekap. Pemacu ini lebih rumit, dan IC pakar sering mengendalikan fungsi pensuisan. Input PWM pada beberapa IC direka dengan jelas untuk aplikasi peredupan.
Jika mikropengawal sedang digunakan, berhati-hati harus diambil untuk menyambung ke pin output yang menyokong output PWM (pemasa/pembilang) jika PWM digunakan sebagai fungsi perkakasan.
PWM – Pertimbangan Perisian Tegar/Perisian
Peredupan PWM memerlukan pertimbangan reka bentuk sistem tertentu (atau papan PC).
Kerana untuk arus tinggi, LED jenis lampu latar biasanya memerlukan pemandu. Output digital, seperti dari mikropengawal, tidak boleh digunakan untuk memacunya secara langsung.
Biasanya, transistor jenis FET (Field-Effect Transistor) tahap logik mudah digunakan sebagai pemacu dalam pelbagai aplikasi. Menukar FET untuk mengawal arus get memerlukan perintang pada get, dan perintang diperlukan jika pengehadan arus dikehendaki. Semak lembaran data LCD untuk mengetahui voltan dan arus pemacu lampu latar yang betul.
Pemacu LED jenis pensuisan boleh memacu lampu latar LED dengan lebih berkesan dan pada arus yang lebih besar. Pemacu ini lebih kompleks, dan fungsi pensuisan sering dikendalikan oleh IC khusus. Beberapa input PWM IC dibangunkan khusus untuk aplikasi peredupan.
Jika PWM digunakan sebagai fungsi perkakasan, perhatian harus dibuat untuk menyambung ke pin output yang menyokong output PWM (pemasa/pembilang) pada mikropengawal.
Fungsi dan Aplikasi PWM
Apabila tempoh hidup dan mati suis dialihkan relatif kepada satu sama lain, jumlah elektrik yang dihantar ke beban meningkat. Seperti yang dijangkakan, kawalan jenis ini menawarkan banyak kelebihan.
PWM yang dipasangkan dengan penjejakan titik kuasa maksimum, atau MPPT, adalah salah satu cara utama untuk mengurangkan output panel solar untuk memudahkan bateri menggunakannya.
PWM, sebaliknya, sesuai untuk menjanakan peralatan inersia, seperti motor, kerana pensuisan unik ini kurang memberi kesan kepada mereka. Oleh kerana pautan linear antara fungsi LED dan voltan input, ini juga terpakai kepada LED.
Di samping itu, frekuensi pensuisan PWM mestilah tidak mempunyai kesan ke atas beban, dan bentuk gelombang yang terhasil mestilah cukup lancar untuk beban dikenali.
Bergantung pada peranti dan fungsinya, kekerapan pensuisan bekalan kuasa biasanya berbeza dengan ketara. Julat elektrik, bekalan kuasa komputer dan penguat audio semuanya memerlukan kelajuan pensuisan dalam julat puluhan atau ratusan kilohertz.
Satu lagi kelebihan utama menggunakan PWM ialah kehilangan kuasa yang sangat rendah dalam peranti pensuisan. Apabila suis dimatikan, tiada arus mengalir melaluinya. Di samping itu, apabila suis dihidupkan dan menghantar elektrik ke bebannya, terdapat penurunan voltan yang boleh diabaikan merentasinya.
Artikel yang berkaitan
Semua yang Anda Perlu Tahu Mengenai Kawalan DMX512
Semua yang anda perlu tahu Mengenai Triac Dimming untuk LED
Cara Memadamkan Lampu Jalur LED
Cara Memilih Bekalan Kuasa LED yang Betul
Kawalan Pencahayaan DMX lwn DALI: Mana Satu Untuk Dipilih?
Panduan Terbaik Untuk Peredupan 0-10V
Soalan Lazim
Ringkasan
Peredupan PWM ialah kaedah mudah dan murah untuk melaraskan kecerahan lampu LED. Peredupan PWM mempunyai pelbagai kelebihan berbanding peredupan analog, termasuk penjimatan tenaga yang lebih tinggi, kawalan yang lebih tepat dan jangka hayat yang lebih lama. Walau bagaimanapun, ia membentangkan beberapa isu, seperti kemungkinan EMI dan keperluan untuk litar pensuisan frekuensi tinggi. Walau bagaimanapun, peredupan PWM ialah teknik penting untuk mengawal selia lampu LED, dan masa depannya kelihatan menjanjikan.
LEDYi mengeluarkan berkualiti tinggi Jalur LED dan flex neon LED. Semua produk kami melalui makmal berteknologi tinggi untuk memastikan kualiti yang terbaik. Selain itu, kami menawarkan pilihan yang boleh disesuaikan pada jalur LED dan lentur neon kami. Jadi, untuk jalur LED premium dan flex neon LED, hubungi LEDYi ASAP!
