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兩張圖看懂LED燈具智能控制差異化設(shè)計(jì)竅門

作者: 時(shí)間:2013-11-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
脈沖電流技術(shù)來進(jìn)行調(diào)光,數(shù)碼信號(hào)控制器可大幅簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)。數(shù)碼信號(hào)控制器上的先進(jìn)脈沖寬度調(diào)變(PWM)模塊,可用來產(chǎn)生 PWM信號(hào),用來控制LED的功率級(jí)。PWM模塊具有重置輸入,可以透過快速并精確地關(guān)閉PWM輸出來控制電流,實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光。調(diào)光的數(shù)量介于全滅 (0)及全亮(255)數(shù)值之間的量化數(shù)字。將LED亮度設(shè)定為50%,計(jì)數(shù)器會(huì)從0數(shù)到255,并在128(50%)時(shí)關(guān)閉PWM的輸出,這時(shí)將無(wú)任何電流通過LED;當(dāng)計(jì)數(shù)器到達(dá)最大值255時(shí)會(huì)歸0,同時(shí)PWM會(huì)重新啟動(dòng)。不斷重復(fù)此過程便能產(chǎn)生LED調(diào)光所需的脈沖電流。一般會(huì)使用400Hz以上的頻率來確保人眼無(wú)法看見LED的閃爍。

  數(shù)碼LED驅(qū)動(dòng)

  除了調(diào)光控制外,數(shù)碼信號(hào)控制器也能主動(dòng)提供電源來控制流向高亮度LED的順向電流。降壓和升壓開關(guān)模式電源供應(yīng)技術(shù)(SwitchModePowerSupply;SMPS)能被用來為L(zhǎng)ED供電。

兩張圖看懂LED燈具智能控制設(shè)計(jì)差異化竅門

  若LED或LED燈串的順向電壓小于電源電壓,便可使用降壓技術(shù)。如圖二所示,在此技術(shù)中,PWM會(huì)控制開關(guān)(Q),以及當(dāng)開關(guān) (Q)關(guān)閉時(shí)對(duì)應(yīng)于LED順向電流的感測(cè)電阻(Rsns)電壓。數(shù)碼信號(hào)控制器的比較器被用來比較流經(jīng)電阻(Rsns)的電壓及可配置的內(nèi)部參考電壓,此參考電壓與LED所需的順向電流成正比。感測(cè)電壓大于內(nèi)部參考電壓時(shí),類比比較器會(huì)阻止PWM打開開關(guān)(Q),電感(L)會(huì)將儲(chǔ)存電流放電至二極管(D) 及LED。在下一個(gè)PWM周期開始時(shí),開關(guān)(Q)會(huì)關(guān)閉;然后不斷重復(fù)此過程。數(shù)碼信號(hào)控制器可主動(dòng)調(diào)整流至LED的順向電流,無(wú)需動(dòng)用任何CPU的資源。

  反之,若LED或LED燈串的順向電壓大于電源電壓則可使用順向電壓。PWM會(huì)控制開關(guān)(Q),流經(jīng)感測(cè)電阻(Rsns)的順向電流會(huì)被監(jiān)測(cè)。數(shù)碼信號(hào)控制模塊上的類比數(shù)碼轉(zhuǎn)換(ADC)模塊會(huì)取樣流經(jīng)感測(cè)電阻的電壓,對(duì)應(yīng)至LED的順向電流。此數(shù)值會(huì)被比例積分 (ProportionalIntegral;PI)控制回路所采用,由數(shù)碼信號(hào)控制器的軟件執(zhí)行,根據(jù)ADC讀數(shù)及對(duì)應(yīng)于所需電流的軟件參考值來調(diào)整開關(guān)(Q)的工作周期。藉由在軟件中實(shí)現(xiàn)PI控制回路,數(shù)碼信號(hào)控制器能提供采用多種控制回路方式的彈性。盡可能減少PI控制回路所使用的CPU資源,數(shù)碼信號(hào)控制器可控制多個(gè)LED燈串,還能支持額外功能。

  數(shù)碼通訊

  數(shù)碼信號(hào)控制器能以智能的方式控制,還能執(zhí)行通訊協(xié)定,無(wú)需使用獨(dú)立通訊控制裝置。例如,DMX512照明控制協(xié)定使用標(biāo)準(zhǔn)的單向通訊,透過一個(gè)主裝置及多個(gè)從屬裝置,以512位元的封包數(shù)據(jù)速率和分別定址至每一個(gè)裝置或節(jié)點(diǎn),將指令傳送至個(gè)別燈具。高速處理讓數(shù)碼信號(hào)處理器(DSP)能夠快速執(zhí)行控制回路,可針對(duì)升壓轉(zhuǎn)換器優(yōu)先采用控制器,還能運(yùn)行DMX512等通訊協(xié)定。由于此通訊是在軟件中執(zhí)行,不限于單一協(xié)定,能采用各種通訊方式來控制燈具。

  縮短學(xué)習(xí)曲線

  對(duì)設(shè)計(jì)人員來說,數(shù)碼LED控制的學(xué)習(xí)曲線是陡峭的,藉由使用數(shù)碼控制LED照明工具套件、參考設(shè)計(jì)及應(yīng)用需知,事情將變得容易些。包括免費(fèi)的程序原始碼、硬件文件以及可互換的功率級(jí),以支持不同的功率拓墣。Microchip的DM330014LED照明開發(fā)套件便提供多張LED驅(qū)動(dòng)器子卡,讓設(shè)計(jì)人員在同一塊板子上實(shí)驗(yàn)多種驅(qū)動(dòng)級(jí)。

  LED的高效率及立即調(diào)光能力,能持續(xù)驅(qū)動(dòng)混色及其它照明應(yīng)用的進(jìn)展。加入數(shù)碼信號(hào)控制器所提供的及通訊功能,設(shè)計(jì)人員將能為L(zhǎng)ED照明燈具添加先進(jìn)的功能與特色,呈現(xiàn)出照明應(yīng)用的差異性。

  在LED燈中加入,可以更好的發(fā)揮LED的優(yōu)勢(shì),節(jié)能優(yōu)勢(shì)也會(huì)發(fā)揮的更完善,在不同的環(huán)境下改變顏色,亮度已經(jīng)成了事實(shí),將是LED未來的趨勢(shì)。

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