LED投光燈布向智能控制(下)
數(shù)字調(diào)光控制
采用脈沖電流技術(shù)進(jìn)行調(diào)光,數(shù)字信號控制器極大地簡化了設(shè)計(jì)。數(shù)字信號控制器上的高級脈寬調(diào)制(PWM)模塊可用于生成用于控制LED投光燈功率級的PWM信號。 PWM模塊具有復(fù)位輸入,可通過快速準(zhǔn)確地關(guān)閉PWM輸出來實(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),并在128(50%)時(shí)關(guān)閉PWM輸出。通過LED投光燈不會(huì)有電流。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到最大值255時(shí),它將返回到0.同時(shí)PWM將重新啟動(dòng)。這個(gè)過程可以重復(fù)產(chǎn)生LED投光燈調(diào)光所需的脈沖電流。 400赫茲以上的頻率通常用于確保人眼無法看到閃爍的LED投光燈。
數(shù)字LED投光燈驅(qū)動(dòng)器
除了調(diào)光控制之外,數(shù)字信號控制器還可以主動(dòng)提供電力來控制流向高亮度LED投光燈的正向電流。降壓和升壓開關(guān)模式電源技術(shù)(SwitchModePowerSupply; SMPS)可用于為LED供電。
如果LED或LED串的正向電壓小于電源電壓,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)開關(guān)(Q)斷開時(shí),PWM控制與LED的正向電流對應(yīng)的開關(guān)(Q)和感測電阻(Rsns)電壓。數(shù)字信號控制器的比較器用于比較電阻兩端的電壓(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)檢測電壓大于內(nèi)部參考電壓時(shí),模擬比較器將阻止PWM開啟開關(guān)(Q),電感(L)會(huì)將存儲(chǔ)的電流釋放至二極管(D)和LED。在下一個(gè)PWM周期開始時(shí),開關(guān)(Q)關(guān)閉;這個(gè)過程然后不斷重復(fù)。數(shù)字信號控制器可以主動(dòng)調(diào)整流向LED的正向電流,而無需使用任何CPU資源。相反,如果LED或LED串的正向電壓大于電源電壓,則可以使用正向電壓。 PWM控制開關(guān)(Q),并監(jiān)測通過檢測電阻(Rsns)的正向電流。數(shù)字信號控制模塊上的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)模塊對流經(jīng)檢測電阻的電壓進(jìn)行采樣,對應(yīng)于LED的正向電流。該值將由數(shù)字信號控制器的軟件實(shí)現(xiàn)的比例積分(PI)控制回路使用,以基于ADC讀數(shù)和與期望電流相對應(yīng)的軟件參考值來調(diào)整開關(guān)(Q)的占空比。通過在軟件中實(shí)現(xiàn)PI控制回路,數(shù)字信號控制器可以使用多個(gè)控制回路提供靈活性。最小化PI控制回路使用的CPU資源。數(shù)字信號控制器可以控制多個(gè)LED投光燈燈串并支持附加功能。
數(shù)字通信
數(shù)字信號控制器可以智能地控制LED投光燈,并且可以實(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,通過主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備,具有512位分組數(shù)據(jù)速率,并分別連接到每個(gè)設(shè)備或節(jié)點(diǎn),并將命令傳輸?shù)絾蝹€(gè)LED投光燈。高速處理使數(shù)字信號處理器(DSP)能夠快速執(zhí)行控制回路,優(yōu)化升壓轉(zhuǎn)換器的控制器,并運(yùn)行DMX512和其他通信協(xié)議。由于該通信是以軟件執(zhí)行的,因此不限于單一協(xié)議??梢允褂酶鞣N通信方法來控制燈。
縮短學(xué)習(xí)曲線
對于設(shè)計(jì)師來說,數(shù)字LED投光燈控制的學(xué)習(xí)曲線非常陡峭。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)程序源代碼、硬件文件和可互換的功率級,以支持不同的功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 Microchip的DM330014 LED照明開發(fā)套件提供多個(gè)LED驅(qū)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(qū)動(dòng)器級。
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。通過增加由數(shù)字信號控制器提供的智能控制和通信功能,設(shè)計(jì)人員將能夠?yàn)長ED投光燈添加高級功能和特性,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投光燈的未來趨勢。