Mga kategorya: Praktikal na Elektronika, Lahat ng tungkol sa mga LED
Bilang ng mga tanawin: 91676
Mga puna sa artikulo: 4
LED control control
Sa ilang mga kaso, halimbawa, sa mga flashlight o mga pag-iilaw ng ilaw sa bahay, kinakailangan upang ayusin ang ningning ng glow. Mukhang mas madali ito: baguhin lamang ang kasalukuyang sa pamamagitan ng LED, pagtaas o pagbawas paglaban sa paglilimita sa risistor. Ngunit sa kasong ito, ang isang makabuluhang bahagi ng enerhiya ay gugugol sa paglilimita ng risistor, na ganap na hindi katanggap-tanggap na may autonomous supply ng kuryente mula sa mga baterya o mga nagtitipon.
Bilang karagdagan, ang kulay ng mga LED ay magbabago: halimbawa, puti kapag ang kasalukuyang ay mas mababa kaysa sa nominal (para sa karamihan sa mga LEDs 20mA) ay magkakaroon ng bahagyang berde. Ang ganitong pagbabago ng kulay sa ilang mga kaso ay ganap na walang silbi. Isipin na ang mga LED na ito ay nag-iilaw sa screen ng isang TV o computer monitor.
Ang prinsipyo ng PWM - regulasyon
Sa mga kasong ito, mag-apply PWM - regulasyon (lapad ng pulso). Ang kahulugan nito ay LED pana-panahon ang ilaw at lumabas. Kasabay nito, ang kasalukuyang nananatiling nominal sa buong buong oras ng flash, samakatuwid, ang spectrum ng glow ay hindi nagulong. Kung ang LED ay puti, kung gayon ang luntiang lilim ay hindi lilitaw.
Bilang karagdagan, sa pamamaraang ito ng control ng kapangyarihan, ang mga pagkalugi ng enerhiya ay minimal, ang kahusayan ng mga circuit na kinokontrol ng PWM ay napakataas, na umaabot sa higit sa 90 porsyento.
Ang prinsipyo ng kontrol ng PWM ay medyo simple, at ipinapakita sa Figure 1. Ang isang magkakaibang ratio ng oras ng lit at pinatay na estado sa mata ay napag-alaman bilang magkakaibang ningning: tulad ng sa isang pelikula - hiwalay na ipinakita ang mga halili na mga frame ay napansin bilang isang gumagalaw na imahe. Ang lahat ay nakasalalay sa dalas ng projection, na tatalakayin ng kaunti mamaya.
Larawan 1. Ang prinsipyo ng regulasyon ng PWM
Ipinapakita ng figure ang mga diagram ng signal sa output ng aparato ng control ng PWM (o isang master oscillator). Ang Zero at isa ay ipinahiwatig ng lohikal na mga antas: lohikal na yunit (mataas na antas) ay nagiging sanhi ng LED na glow, lohikal na zero (mababang antas), ayon sa pagkakabanggit, pagkalipol.
Bagaman ang lahat ay maaaring iba pang paraan sa paligid, dahil ang lahat ay nakasalalay sa circuitry ng output key, ang LED ay maaaring i-on at mababa, mataas lamang. Sa kasong ito, ang yunit ng pisikal na lohikal ay magkakaroon ng isang mababang antas ng boltahe, at ang lohikal na zero ay magiging mataas.
Sa madaling salita, ang isang lohikal na yunit ay nagiging sanhi ng pagsasama ng ilang mga kaganapan o proseso (sa aming kaso, pag-iilaw ng LED), at isang lohikal na zero ay dapat huwag paganahin ang prosesong ito. Iyon ay, hindi palaging isang mataas na antas sa output ng isang digital na microcircuit ay isang yunit ng LOGIC, lahat ito ay depende sa kung paano itinayo ang isang partikular na circuit. Ito ay para sa impormasyon. Ngunit sa ngayon, ipinapalagay namin na ang susi ay kinokontrol ng isang mataas na antas, at hindi ito maaaring maging kung hindi man.
Dalas at lapad ng mga control pulses
Dapat pansinin na ang panahon ng pag-uulit ng pulso (o dalas) ay nananatiling hindi nagbabago. Ngunit, sa pangkalahatan, ang dalas ng pulso ay hindi nakakaapekto sa ningning ng glow, samakatuwid, walang mga espesyal na kinakailangan para sa katatagan ng dalas. Tanging ang tagal (WIDTH), sa kasong ito, ng isang positibong pagbabago sa pulso, dahil sa kung saan gumagana ang buong mekanismo ng modyul na lapad ng modyul.
Ang tagal ng control pulses sa Figure 1 ay ipinahayag sa%%. Ito ang tinatawag na "fill factor" o, sa English terminology, DUTY CYCLE. Ito ay ipinahayag bilang ang ratio ng tagal ng control pulse sa panahon ng pag-uulit ng pulso.
Sa terminolohiya ng Russia ay karaniwang ginagamit "Cycle ng tungkulin" - ang ratio ng panahon sa pulso ng orasa. Kaya, kung ang punong kadahilanan ay 50%, kung gayon ang magiging cycle ng tungkulin ay magiging 2.Walang pangunahing pagkakaiba dito, samakatuwid, maaari mong gamitin ang alinman sa mga halagang ito, kung kanino ito ay mas maginhawa at naiintindihan.
Dito, siyempre, ang isa ay maaaring magbigay ng mga formula para sa pagkalkula ng duty cycle at DUTY CYCLE, ngunit upang hindi kumplikado ang pagtatanghal, gagawin namin nang walang mga formula. Sa matinding kaso, ang batas ni Ohm. Walang dapat gawin: "Hindi mo alam ang batas ni Ohm, manatili sa bahay!" Kung ang sinuman ay interesado sa mga formula na ito, maaari silang laging matagpuan sa Internet.
Dobleng PWM para sa dimmer
Tulad ng nabanggit sa itaas, walang mga espesyal na kinakailangan na ipinataw sa katatagan ng dalas ng PWM pulse: well, "lumulutang" ito ng kaunti, at okay. Ang gayong dalas na kawalang-tatag, sa pamamagitan ng paraan, ay lubos na malaki, mayroon ang mga PWM Controller batay sa integrated timer NE555hindi makagambala sa kanilang paggamit sa maraming disenyo. Sa kasong ito, mahalaga lamang na ang dalas na ito ay hindi nahuhulog sa ilalim ng isang tiyak na halaga.
At ano ang dapat na dalas, at kung paano hindi ito matatag? Huwag kalimutan na pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga dimmers. Sa teknolohiya ng pelikula, umiiral ang salitang "kritikal na dalas ng flicker". Ito ang dalas kung saan ang mga indibidwal na larawan na ipinapakita sa isa't isa ay napansin bilang isang gumagalaw na imahe. Para sa mata ng tao, ang dalas na ito ay 48Hz.
Ito ay para sa kadahilanang ito na ang dalas ng pagbaril sa pelikula ay 24 na mga frame / seg (standard sa telebisyon 25 mga frame / seg). Upang madagdagan ang dalas na ito sa kritikal, ang mga projector ng pelikula ay gumagamit ng isang two-blade obturator (shutter) na dalawang beses na nagpapatong sa bawat ipinakitang frame.
Sa amateur makitid-film 8mm projectors, ang dalas ng projection ay 16 na mga frame / sec, kaya ang shutter ay mayroong kasing dami ng tatlong blades. Ang parehong layunin sa telebisyon ay pinaglingkuran ng katotohanan na ang imahe ay ipinapakita sa kalahati ng mga frame: una kahit na, at pagkatapos ay kakaibang mga linya ng imahe. Ang resulta ay isang dalas ng flicker na 50Hz.
Ang operasyon ng LED sa mode na PWM ay isang hiwalay na flash ng adjustable na tagal. Upang ang mga pagkislap na ito ay makikita ng mata bilang isang tuluy-tuloy na glow, ang kanilang dalas ay dapat na mas mababa sa kritikal. Tulad ng maraming nais mo, ngunit hindi sa anumang paraan sa ibaba. Ang salik na ito ay dapat isaalang-alang kapag lumilikha PWM - mga regulators para sa mga fixtures.
Sa pamamagitan ng paraan, tulad ng isang kawili-wiling katotohanan: ang mga siyentipiko sa paanuman ay tinukoy na ang kritikal na dalas para sa mata ng bee ay 800Hz. Samakatuwid, nakikita ng bubuyog ang pelikula sa screen bilang isang pagkakasunud-sunod ng mga indibidwal na imahe. Upang makita niya ang isang gumagalaw na imahe, ang dalas ng projection ay kailangang dagdagan sa walong daang kalahating mga frame sa bawat segundo!
Functional diagram ng isang PWM controller
Upang makontrol ang aktwal na LED ay ginagamit transistor key stage. Kamakailan, ang pinaka-malawak na ginagamit para sa hangaring ito transistor mosfet, na nagpapahintulot sa iyo na mag-commute ng makabuluhang kapangyarihan (ang paggamit ng maginoo na mga transistor na bipolar para sa mga layuning ito ay isinasaalang-alang lamang na hindi wasto)
Ang ganitong pangangailangan (isang malakas na transistor ng MOSFET) ay lumitaw na may isang malaking bilang ng mga LED, halimbawa, kasama gamit ang LED strip, na tatalakayin sa ibang pagkakataon. Kung ang kapangyarihan ay mababa - kapag gumagamit ng isa - dalawang LED, maaari mong gamitin ang mga susi sa mababang lakas mga bipolar transistors, at kung maaari, ikonekta ang mga LED nang direkta sa mga output ng microcircuits.
Ipinapakita ng Figure 2 ang functional diagram ng PWM controller. Bilang isang elemento ng control, ang risistor R2 ay kombensyon na ipinapakita sa diagram. Sa pamamagitan ng pag-ikot ng hawakan nito, posible na baguhin ang duty cycle ng control pulses sa loob ng mga kinakailangang mga limitasyon, at, dahil dito, ang ningning ng mga LED.
Larawan 2. Functional diagram ng isang PWM controller
Ang figure ay nagpapakita ng tatlong chain ng mga konektado sa serye na may mga paglilimita sa mga resistors. Humigit-kumulang ang parehong koneksyon ay ginagamit sa LED strips. Ang mas mahaba ang tape, ang higit pang mga LED, mas malaki ang kasalukuyang pagkonsumo.
Ito ay sa mga kasong ito na makapangyarihan regulators sa transistors MOSFET, ang pinapayagan na kasalukuyang kanal na dapat na bahagyang mas malaki kaysa sa kasalukuyang natupok ng tape. Ang kahilingan sa huli ay natutupad nang madali: halimbawa, ang IRL2505 transistor ay may isang kasalukuyang kanal ng humigit-kumulang 100A, isang boltahe ng kanal ng 55V, habang ang laki at presyo nito ay sapat na kaakit-akit para magamit sa iba't ibang mga disenyo.
Mga PWM master osilator
Ang isang microcontroller (madalas sa mga kondisyong pang-industriya), o isang circuit na ginawa sa mga microcircuits ng isang maliit na antas ng pagsasama, ay maaaring magamit bilang isang master oscillator ng PWM. Kung sa bahay ay dapat na makabuo ng isang maliit na halaga ng mga regulator ng PWM, ngunit walang karanasan sa paglikha ng mga aparato ng microcontroller, kung gayon mas mahusay na gumawa ng isang regulator sa kung ano ang nasa kamay na ngayon.
Maaari itong maging isang serye ng logic chip K561, isang integrated timer NE555pati na rin ang dalubhasang mga microchip na idinisenyo para sa paglilipat ng mga suplay ng kuryente. Sa papel na ito, maaari ka ring gumawa ng trabaho pagpapatakbo amplifierang pagkakaroon ng isang nababagay na generator dito, ngunit ito ay, marahil, "dahil sa pagmamahal sa sining". Samakatuwid, dalawang mga scheme lamang ang isasaalang-alang sa ibaba: ang pinaka-karaniwang sa 555 timer, at sa UC3843 UPS controller.
Scheme ng master oscillator sa timer 555
Larawan 3. Scheme ng master oscillator
Ang circuit na ito ay isang regular na square-wave generator na ang dalas ay itinakda ng capacitor C1. Ang kapasitor ay sisingilin sa pamamagitan ng circuit "Output - R2 - RP1-C1 - karaniwang kawad". Sa kasong ito, ang output ay dapat magkaroon ng isang mataas na antas ng boltahe, na katumbas ng katotohanan na ang output ay konektado sa plus poste ng mapagkukunan ng kuryente.
Ang kapasitor ay pinalabas sa pamamagitan ng circuit "C1 - VD2 - R2 - Output - karaniwang kawad" sa isang oras na ang output ay mababa ang boltahe, - ang output ay konektado sa isang karaniwang kawad. Ang pagkakaiba na ito sa mga landas ng singil - ang paglabas ng kapasitor ng setting ng oras - ay nagbibigay ng mga pulses na may adjustable na lapad.
Dapat pansinin na ang mga diode, maging ng parehong uri, ay may iba't ibang mga parameter. Sa kasong ito, ang kanilang electric capacitance ay gumaganap ng isang papel, na nagbabago sa ilalim ng impluwensya ng boltahe sa mga diode. Samakatuwid, kasama ang pagbabago sa duty cycle ng output signal, nagbabago rin ang dalas nito.
Ang pangunahing bagay ay hindi ito magiging mas mababa sa kritikal na dalas, na nabanggit sa itaas lamang. Kung hindi man, sa halip na isang pantay na glow na may magkakaibang ningning, makikita ang mga indibidwal na pagkidlat.
Humigit-kumulang (muli, ang mga diode ay sisihin), ang dalas ng generator ay maaaring matukoy ng formula na ipinakita sa ibaba.
Ang dalas ng generator ng PWM sa timer 555.
Kung pinalitan namin ang kapasidad ng kapasitor sa mga pamasahe sa pormula, ang pagtutol sa Ohms, kung gayon ang resulta ay dapat na nasa Hz Hz: hindi ka makakakuha ng kahit saan mula sa SI system! Nauunawaan na ang variable na risistor RP1 engine ay nasa gitna posisyon (sa formula RP1 / 2), na tumutugma sa output signal ng meander na hugis. Sa Figure 2, ito mismo ang bahagi kung saan ang tagal ng pulso na 50% ay ipinahiwatig, na katumbas ng isang senyas na may isang cycle ng tungkulin.
PWM master osilator sa UC3843 chip
Ang circuit nito ay ipinapakita sa Figure 4.
Larawan 4. Scheme ng PWM master oscillator sa UC3843 chip
Ang UC3843 chip ay isang control control ng PWM para sa paglipat ng mga suplay ng kuryente at ginagamit, halimbawa, sa mga mapagkukunan ng computer na format ng ATX. Sa kasong ito, ang karaniwang pamamaraan ng pagsasama nito ay bahagyang nagbago sa direksyon ng pagiging simple. Upang makontrol ang lapad ng pulso ng output, ang isang regulasyon ng boltahe ng positibong polarity ay pinakain sa input ng circuit, kung gayon ang isang pulso-width-modulated na PWM signal ay output.
Sa pinakasimpleng kaso, ang regulasyon ng boltahe ng regulasyon ay maaaring mailapat gamit ang isang variable na risistor na may pagtutol ng 22 ... 100K. Kung kinakailangan, ang control boltahe ay maaaring makuha, halimbawa, mula sa isang analog light sensor na ginawa sa isang photoresistor: mas madidilim ang window, mas maliwanag ang silid.
Ang control boltahe ay kumikilos sa output ng PWM, upang kapag ito ay bumababa, ang lapad ng output pulso ay nagdaragdag, na hindi lahat nakakagulat.Pagkatapos ng lahat, ang paunang layunin ng UC3843 chip ay upang patatagin ang boltahe ng supply ng kuryente: kung bumaba ang output boltahe, at kasama nito ang regulasyon ng boltahe, pagkatapos ay kailangan mong gumawa ng mga hakbang (dagdagan ang lapad ng output pulso) upang bahagyang madagdagan ang boltahe ng output.
Ang boltahe ng regulasyon sa mga power supply ay nabuo, bilang isang panuntunan, gamit ang mga zener diode. Kadalasan ito ay TL431 o ang gusto.
Sa mga halaga ng mga bahagi na ipinahiwatig sa diagram, ang dalas ng generator ay halos 1 KHz, at hindi katulad ng generator sa 555 timer, hindi ito "lumutang" kapag nagbabago ang duty cycle ng output signal - pag-aalala tungkol sa patuloy na dalas ng paglilipat ng mga suplay ng kuryente.
Upang ayusin ang makabuluhang kapangyarihan, halimbawa, isang LED strip, ang pangunahing yugto sa transistor ng MOSFET ay dapat na konektado sa output, tulad ng ipinapakita sa Figure 2.
Posible na pag-usapan ang higit pa tungkol sa mga regulator ng PWM, ngunit sa ngayon ay paganahin natin ito, at sa susunod na artikulo ay isasaalang-alang namin ang iba't ibang mga paraan ng pagkonekta sa mga LED. Pagkatapos ng lahat, hindi lahat ng mga pamamaraan ay pantay na mabuti, mayroong mga dapat iwasan, at may mga sapat na error lamang sa pagkonekta sa mga LED.
Pagpapatuloy ng artikulo:Mabuti at hindi magandang pattern ng mga kable ng LED
Boris Aladyshkin
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: