LED投光燈布向智能控制(下)
數(shù)字調(diào)光控制
採用脈衝電流技術(shù)進(jìn)行調(diào)光,數(shù)位訊號(hào)控制器極大地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。數(shù)位訊號(hào)控制器上的高級(jí)脈寬調(diào)製(PWM)模塊可用於生成用於控制LED投光燈功率級(jí)的PWM信號(hào)。 PWM模塊具有復位輸(shū)入,可通過(guò)快速準(zhǔn)確地關(guān)閉PWM輸(shū)出來(lái)實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光,從而控制電流。調(diào)光量是全零(0)和全亮(255)值之間的定量數(shù)值。將LED投光燈亮度設(shè)置為50%,計(jì)數(shù)器將從0到255進(jìn)行計(jì)數(shù),並在128(50%)時(shí)關(guān)閉PWM輸(shū)出。通過(guò)LED投光燈不會(huì)有電流。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到大值255時(shí),它將返回到0.同時(shí)PWM將重新啟動(dòng)。這個(gè)過(guò)程可以重複產(chǎn)生LED投光燈調(diào)光所需的脈衝電流。 400赫茲以上的頻率通常用於確保人眼無(wú)法看到閃爍的LED投光燈。
數(shù)字LED投光燈驅動(dòng)器
除了調(diào)光控制之外,數(shù)位訊號(hào)控制器還可以主動(dòng)提供電力來(lái)控制流向高亮度LED投光燈的正向電流。降壓和升壓開(kāi)關(guān)模式電源技術(shù)(SwitchModePowerSupply; SMPS)可用於為LED供電。
如果LED或LED串的正向電壓小於電源電壓,則可以使用降壓技術(shù)。如圖所示。如圖2所示,在該技術(shù)中,當(dāng)開(kāi)關(guān)(Q)斷開(kāi)時(shí),PWM控制與LED的正向電流對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)(Q)和感測(cè)電阻(Rsns)電壓。數(shù)位訊號(hào)控制器的比較器用於比較電阻兩(liǎng)端的電壓(Rsns)和可配置的內(nèi)部參考電壓,該參考電壓與LED所需的正向電流成正比。當(dāng)檢測(cè)電壓大於內(nèi)部參考電壓時(shí),模擬比較器將阻止PWM開(kāi)啟開(kāi)關(guān)(Q),電感(L)會(huì)將存儲(chǔ)的電流釋放至二極體(D)和LED。在下一個(gè)PWM周期開(kāi)始時(shí),開(kāi)關(guān)(Q)關(guān)閉;這個(gè)過(guò)程然後不斷重複。數(shù)位訊號(hào)控制器可以主動(dòng)調(diào)整流向LED的正向電流,而無(wú)需使用任何CPU資源。相反,如果LED或LED串的正向電壓大於電源電壓,則可以使用正向電壓。 PWM控制開(kāi)關(guān)(Q),並監(jiān)測(cè)通過(guò)檢測(cè)電阻(Rsns)的正向電流。數(shù)位訊號(hào)控制模塊上的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(huàn)(ADC)模塊對(duì)流經(jīng)檢測(cè)電阻的電壓進(jìn)行採樣,對(duì)應(yīng)於LED的正向電流。該值將由數(shù)位訊號(hào)控制器的軟體實(shí)現(xiàn)的比例積分(PI)控制迴路使用,以基於ADC讀數(shù)和與期望電流相對(duì)應(yīng)的軟體參考值來(lái)調(diào)整開(kāi)關(guān)(Q)的佔空比。通過(guò)在軟體中實(shí)現(xiàn)PI控制迴路,數(shù)位訊號(hào)控制器可以使用多個(gè)控制迴路提供靈活性。小化PI控制迴路使用的CPU資源。數(shù)位訊號(hào)控制器可以控制多個(gè)LED投光燈燈串並支持附加功能。
數(shù)字通信
數(shù)位訊號(hào)控制器可以智能地控制LED投光燈,並且可以實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議,而不需要單獨(dú)的通信控制設(shè)備。例如,DMX512照明控制協(xié)議使用標(biāo)準(zhǔn)單向通信,通過(guò)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備,具有512位分組數(shù)據(jù)速率,並分別連接到每個(gè)設(shè)備或節(jié)點(diǎn),並將命令傳輸(shū)到單個(gè)LED投光燈。高速處理使數(shù)位訊號(hào)處理器(DSP)能夠快速執(zhí)行控制迴路,優(yōu)化升壓轉(zhuǎn)換(huàn)器的控制器,並運(yùn)行DMX512和其他通信協(xié)議。由於該通信是以軟體執(zhí)行的,因此不限於單一協(xié)議。可以使用各種通信方法來(lái)控制燈。
縮短學(xué)習(xí)曲線(xiàn )
對(duì)於設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō),數(shù)字LED投光燈控制的學(xué)習(xí)曲線(xiàn )非常陡峭。這將更容易使用數(shù)字控制LED投光燈工具套件、的參考設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求。包括免費(fèi)程序原始碼、硬體文件和可互換(huàn)的功率級(jí),以支持不同的功率拓撲結(jié)構(gòu )。 Microchip的DM330014 LED照明開(kāi)發(fā)套件提供多個(gè)LED驅動(dòng)器子卡,允許設(shè)計(jì)人員在同一電路板上試驗(yàn)多個(gè)驅動(dòng)器級(jí)。
LED投光燈高效率和即時(shí)調(diào)光功能繼續(xù)推動(dòng)混色和其他照明應(yīng)用的發(fā)展。通過(guò)增加由數(shù)位訊號(hào)控制器提供的智能控制和通信功能,設(shè)計(jì)人員將能夠為LED投光燈添加高級(jí)功能和特性,從而呈現(xiàn)照明應(yīng)用的差異。
將智能控制添加到LED投光燈可以更好地顯示LED的優(yōu)點(diǎn)。節(jié)能優(yōu)勢(shì)也將更加完善。在不同情況下改變顏色,亮度已成為事實(shí),智能控制將成為LED投光燈的未來(lái)趨勢(shì)。