Лучшая технология для затемнения светодиодов

Люди обычно неправильно понимают, что такое затемнение светодиодного света, и думают, что светодиодное затемнение довольно просто. Но реальность такова, что применение технологии затемнения светодиодного света часто бывает неудовлетворительным. Зачем? Является ли технология затемнения светодиодного света незрелой или ее сложно освоить? Какую технологию следует использовать для затемнения светодиодного света? Как нам это освоить?

Чтобы ответить на поставленные выше вопросы, мы должны сначала понять вольт-амперные характеристики светодиода.

Вольт-амперная характеристика светодиода - это характеристика того, что ток, протекающий через p-n переход светодиода, изменяется в зависимости от напряжения. Это изменение может быть четко отображено на осциллографе. Полная вольт-амперная кривая включает прямую и обратную характеристики. Когда напряжение превышает определенный порог, ток будет экспоненциально расти, что приведет к выходу из строя p-n перехода светодиода. Прямое напряжение светодиода также определяется его прямым током. Судя по вольт-амперной характеристике светодиода, изменение прямого тока вызовет соответствующее изменение прямого напряжения. В частности, уменьшение прямого тока также вызовет уменьшение прямого напряжения. Таким образом, при уменьшении тока напряжение светодиода также будет уменьшаться, что изменит соотношение между напряжением источника питания и напряжением нагрузки.

Таким образом, мы можем узнать из вольт-амперных характеристик светодиода, что затемнение светодиодного света не может быть реализовано простым уменьшением входного напряжения или входного тока светодиода. Кроме того, синусоида светодиода отличается от формы волны лампы накаливания, поэтому мы не можем изменить его эффективное значение (эффективное затемнение), просто изменив угол проводимости.

Чтобы вам было легче понять вышеупомянутые пункты, есть следующий пример:

В светодиодной лампе с входом 24 В последовательно используются восемь мощных светодиодов мощностью 1 Вт. Когда прямой ток составляет 350 мА, прямое напряжение каждого светодиода составляет 3,3 В, так что 8 светодиодов, соединенных последовательно, составляют 26,4 В. Следовательно, напряжение нагрузки выше входного, поэтому следует использовать источник постоянного тока> 24 В. Однако, чтобы отрегулировать свет, ток снижают до 100 мА. В это время прямое напряжение составляет всего 2,8 В, а при восьми последовательном соединении - 22,4 В. Напряжение нагрузки становится ниже входного, поэтому источник постоянного тока> 24 В не может работать вообще. Наконец, светодиод замигает.

Теперь вы можете выбрать понижающий (с широким напряжением) источник постоянного тока, такой как источник постоянного тока 10–30 В, для затемнения, но если этот вид источника постоянного тока с понижением напряжения (широкое напряжение) настроен на низкое прямое напряжение, ток нагрузки светодиода также станет очень низким, поэтому коэффициент понижения очень велик, что выходит за пределы нормального рабочего диапазона этого типа источника постоянного тока с пониженным напряжением (широкое напряжение), и он не будет работать. Кроме того, если понижающий (с широким напряжением) источник постоянного тока работает при низкой яркости в течение длительного времени, его эффективность будет снижена, а повышение температуры будет увеличиваться, и он не будет работать. Поскольку эффективность источника постоянного тока понижающего типа (с широким напряжением) связана с понижающим коэффициентом, чем выше понижающий коэффициент, тем ниже эффективность и тем больше потребление энергии на кристалле, что повредит срок службы источник постоянного тока и светодиодный источник света. Поскольку многие люди не понимают проблемы, им всегда приходится обращаться к цепи затемнения, чтобы найти проблему, что бесполезно.

Обычная лампа накаливания и галогенная лампа обычно используют тиристор для регулировки света. Поскольку лампа накаливания и галогенная лампа представляют собой чисто резистивные устройства, не требуется, чтобы входное напряжение было синусоидальным, поскольку форма волны тока всегда такая же, как форма волны напряжения, поэтому независимо от того, как форма волны напряжения отклоняется от синусоидальной волны , пока эффективное значение входного напряжения изменяется, диммирование может выполняться.

Однако затемнение SCR вызовет неожиданные проблемы при настройке светодиодного источника света, то есть LC-фильтр на входном конце заставит тиристор колебаться, что безразлично для лампы накаливания, потому что тепловая инерция лампы накаливания делает человеческий глаз не может увидеть это колебание, но мощность привода светодиода будет производить звуковой шум и мерцание. Кроме того, тиристорное затемнение разрушит синусоидальную форму волны, тем самым уменьшив значение его коэффициента мощности (обычно менее 0,5), поэтому затемнение тиристора значительно снижает эффективность системы светодиода. Кроме того, форма сигнала тиристорного затемнения увеличивает коэффициент гармоник, а несинусоидальная форма сигнала будет создавать серьезный сигнал помех (EMI) в линии, который загрязняет электросеть и серьезно парализует электросеть.

Тогда вы можете спросить: «Снижение напряжения или тока и методы затемнения SCR не подходят для затемнения светодиодных источников света, так какой способ является наиболее подходящим?»

Это аналоговое (1-10 В) затемнение? Нет. Аналоговое регулирование яркости сталкивается с серьезной проблемой, заключающейся в точности выходного тока. Почти каждый драйвер светодиодов использует последовательный резистор для определения тока. Допуск, смещение и задержка в аналоговом (1-10 В) приводе диммирования приводят к относительно фиксированной ошибке, которая, в свою очередь, снижает точность выходного тока, а конечный выходной ток не может быть задан, контролироваться или гарантирован. Таким образом, чтобы обеспечить эффект затемнения светодиодного источника света, одним из важных моментов является уменьшение ошибки выходного тока и повышение точности тока в системе с обратной связью.

Режим затемнения с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) может хорошо решить вышеупомянутые проблемы, поскольку светодиод является диодом, он может осуществлять быстрое переключение, он может обеспечивать скорость переключения до микросекунд, что несравнимо с любым светоизлучающим устройством. Следовательно, если источник питания заменен на импульсный источник постоянного тока, яркость можно изменить, изменив ширину импульса. Этот метод называется методом затемнения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Этот метод диммирования похож на шлюз, который включается и выключается за микросекунды. Поскольку частота переключения шлюза настолько высока, что мы не можем определить его состояние переключения невооруженным глазом, в результате мы можем определить скорость его частоты переключения только по количеству воды ниже по течению. Кроме того, поскольку коэффициент заполнения выходного потока воды (эффективный поток) изменяется шлюзом, а мгновенное давление воды и мгновенный расход потока воды не изменяются, то переключающее действие шлюза в течение более чем микросекунд будет не влияет на работу гидроэнергетики, потому что мгновенное давление воды и мгновенный расход остаются неизменными, что меняет - это объем воды ниже по течению и общий объем выработки электроэнергии. Следовательно, метод ШИМ-управления яркостью не изменяет мгновенное напряжение и ток PN перехода входного светодиода, а изменяет рабочий цикл выходного тока, тем самым изменяя его яркость.

Таким образом, режим затемнения с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) имеет следующие преимущества:

1. Спектральный сдвиг светодиода не будет генерироваться, потому что светодиод всегда работает между током полной амплитуды и нулем.

2. Он имеет очень высокую точность диммирования, потому что импульсный сигнал можно контролировать с очень высокой точностью, поэтому легко достичь точности 1/10000.

3. Даже в широком диапазоне диммирования мерцания не будет. Поскольку это не изменит рабочих условий источника постоянного тока (степень наддува или степень разгерметизации), вероятность перегрева и других проблем невелика.

4. Его можно комбинировать с технологией цифрового управления (Dali / DSI / DMX512), поскольку цифровой управляющий сигнал может быть легко преобразован в сигнал PWM.

Хотя режим регулирования яркости с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) имеет много преимуществ, необходимо обратить внимание на следующие две проблемы:

1. Выбор частоты импульсов, так как светодиод находится в состоянии быстрого переключения, если рабочая частота очень низкая, человеческий глаз будет чувствовать мигание. Чтобы в полной мере использовать остаточное визуальное явление человеческого глаза, его рабочая частота должна быть выше 100 Гц, предпочтительно 200 Гц.

2. Чтобы устранить свист, вызванный затемнением, хотя он не может быть обнаружен человеческим глазом выше 200 Гц, это диапазон человеческого слуха до 20 кГц. В это время можно услышать небольшой шум. Есть два способа решить эту проблему. Один из них - увеличить частоту переключения до более чем 20 кГц и выйти за пределы диапазона человеческого слуха. Другой метод - найти звуковоспроизводящее устройство и разобраться с ним.

В настоящее время некоторые производители источников питания, драйверов и цифровых систем управления для светодиодов решили указанные выше проблемы. Например, источник питания и драйвер для светодиодного диммирования компании Tridonic используют технологию затемнения с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией), а их управляющие сигналы используют технологию Dali (цифровой адресный интерфейс освещения), в сочетании с цифровой системой управления освещением, полностью цифровое управление светодиодами. реализована линейка продуктов. Кроме того, новейший светодиодный двигатель Tridonic основан на технологии pl-led. Pl-led относится к инновационной технологии светодиодного люминофора Tridonic. Эта технология позволяет реализовать изменение цвета и цветовой температуры в одном и том же светодиодном источнике света. В то же время он может выбрать фиксированную цветовую температуру (например: 2700k-6200k) или цвет (например, RGB) и выполнить управление затемнением. В настоящее время светодиоды представляют собой наивысший уровень технологии цифрового затемнения.

Хорошая технология затемнения светодиодного источника света требует хорошей технологии управления светодиодным сигналом для согласования и взаимодействия, чтобы стать эффективной, стабильной и надежной системой. Как упоминалось ранее, режим затемнения светодиода с ШИМ имеет заметное преимущество, и цифровой управляющий сигнал можно легко преобразовать в сигнал ШИМ. Среди цифровых управляющих сигналов освещения Dali (цифровой адресный интерфейс освещения) имеет несравненные преимущества перед другими цифровыми управляющими сигналами освещения, а также является основным и открытым международным стандартом цифровых управляющих сигналов, применяемых в индустрии освещения. Следовательно, согласование режима затемнения с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) и Dali (цифровым адресным интерфейсом освещения) можно охарактеризовать как «хороший конь с хорошим седлом». У каждого есть свои преимущества. Технология затемнения с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) решает окончательную проблему затемнения светодиодного источника света, а технология Dali (цифровой адресный интерфейс освещения) решает вопросы управления, обратной связи и объединения в сеть каждой светодиодной лампы.

Самая большая характеристика технологии Dali (цифровой адресный интерфейс освещения) заключается в том, что одна лампа имеет независимый адрес. С помощью системного программного обеспечения Dali может быть выполнено точное управление регулированием яркости и переключением отдельной лампы или любой группы ламп, независимо от того, находятся ли эти лампы в одной цепи или в разных цепях с сильным током. Другими словами, управление освещением не имеет ничего общего с цепью сильного тока. Системное программное обеспечение Dali может независимо адресовать одну или несколько ламп в одной и той же сильноточной цепи или в разных цепях, чтобы реализовать раздельное управление и произвольную группировку. Эта концепция обеспечивает большую гибкость управления освещением. Пользователи могут разрабатывать схемы освещения в соответствии со своими потребностями и даже могут изменять требования к управлению по желанию во время работы после установки без каких-либо изменений в схеме.

В 1991 году Tridonic представила первую в мире технологию цифрового затемнения, интерфейс DSI. Dali - это новейшая цифровая технология с регулируемой яркостью, разработанная на основе технологии цифрового последовательного интерфейса. В 2000 году Tridonic и другие производители сформулировали промышленные стандарты Dali, которые были включены в iec60929. В 2001 году была создана всемирная ассоциация Dali. Благодаря внедрению и применению технологии Dali, Dali стал основным стандартом цифрового затемнения в Европе.

Ниже приведены преимущества применения ШИМ (широтно-импульсной модуляции) затемнения в сочетании с Dali (цифровым адресным интерфейсом освещения).

1. Конструкция проста и удобна в эксплуатации.

В конструкции, поскольку они подключены друг к другу через интерфейс цифрового сигнала, они подключаются параллельно 2-жильной линии управления. Все группы и сцены могут быть запрограммированы с помощью компьютерного программного обеспечения во время установки и отладки, что не только экономит затраты на электромонтаж, но также требует только изменения настроек программного обеспечения для модификации дизайна, повторной компоновки и разделения без повторного подключения, что очень просто и легко .

2. Простой и экономичный монтаж:

Линия управления Dali не предъявляет особых требований к катанке и полярности при установке. Пока основная линия питания изолирована от линии управления, линия управления не нуждается в экранировании. Следует отметить, что падение напряжения не превышает 2 В при токе линии управления 250 мА и длине линии 300 м. Линия управления и линия питания могут быть параллельны без дополнительных заглубленных проводов. Компактная конструкция модуля управления не требует специального шкафа управления, поэтому установка проста и экономична.

3. Операция проста и удобна.

Драйвер светодиодов PWM интерфейса управления dal I может автоматически обрабатывать предварительный нагрев нити, зажигание, затемнение, переключение, обнаружение неисправностей и другие функции. Пользовательский интерфейс очень дружелюбен, и пользователи могут работать и управлять без глубокого понимания этого. Например, если отправляется команда на изменение текущей сцены, каждый связанный драйвер светодиодов вычисляет скорость затемнения в соответствии с разницей между текущей яркостью и яркостью, требуемой для сцены. яркость сцены.

4. Контроль точный и надежный.

Дали - это цифровой сигнал, который отличается от аналогового сигнала. Сигнал 1010 может обеспечивать беспрепятственное управление и не искажать управляющий сигнал из-за падения напряжения на большом расстоянии. Следовательно, даже если линия управления цифровым сигналом Dali и прочный провод проложены в одной трубке, это не будет мешать. Сигнал Dali является двухсторонней передачей, не только может пересылать команду управления передачей, но также может получать обратную связь о состоянии светодиодного драйвера, информацию о неисправностях, переключение, информацию о фактическом значении яркости обратно в систему.

5. Широкий спектр применения:

Сегодня интерфейс Dali используется не только для диммирования балласта люминесцентных ламп, различных электронных трансформаторов галогенных ламп, электронного балласта газоразрядных ламп, светодиодов также используется диммирование интерфейса Dali; К аппаратуре управления также относятся: радиоприемник, входной интерфейс релейного переключателя. Все виды клавишных панелей управления, включая светодиодные панели, имеют интерфейс Дали, что сделает Дали все более широко используемым. Контроллер расширится от самого маленького офиса до многокомнатного офисного здания, от одиночного магазина до звездного отеля.

Хотя применение затемнения светодиодов на этом этапе является хаотичным, и все еще есть некоторые проблемы и препятствия, нельзя отрицать, что перспективы применения затемнения светодиодов являются яркими. Пока мы придерживаемся строгого подхода, научного подхода и ответственного отношения, разрабатываем технологию затемнения светодиодов, продвигаем технологию затемнения светодиодов и эффективно используем технологию затемнения светодиодов, тогда преимущества светодиодных продуктов для затемнения, светотехнической промышленности и людей будут ближайшее будущее.