ไฟ LED ลดแสง PWM
การหรี่แสงแบบ PWM เป็นเทคโนโลยีการหรี่แสงกระแสหลักที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ลดแสง LED ในวงจรของสัญญาณอะนาล็อก ความสว่างของโคมไฟควบคุมจะถูกส่งเอาต์พุตแบบดิจิทัล วิธีการหรี่แสงนี้มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับการลดแสงสัญญาณอนาล็อกแบบเดิม แน่นอนว่ายังมีข้อบกพร่องบางประการอยู่บ้าง ข้อดีและข้อเสียคืออะไร?
ก่อนอื่นเรามาดูหลักการพื้นฐานของการลดแสง pwm กันก่อน ในความเป็นจริง ในการใช้งานจริงของผลิตภัณฑ์ สามารถเข้าใจได้ว่าหลอดสวิตช์ MOS เชื่อมต่ออยู่ในโหลดของ LED ขั้วบวกของสตริงนั้นใช้พลังงานจากแหล่งกระแสคงที่ จากนั้นสัญญาณ PWM จะถูกส่งไปยังเกตของทรานซิสเตอร์ MOS เพื่อสลับสายไฟ LED สำหรับการหรี่แสงอย่างรวดเร็ว
ข้อดีของการลดแสง pwm:
ประการแรก การหรี่แสง pwm คือการหรี่แสงที่แม่นยำ
ความแม่นยำในการหรี่แสงเป็นคุณลักษณะที่โดดเด่นของการหรี่แสงสัญญาณดิจิตอลทั่วไป เนื่องจากการหรี่แสง pwm ใช้สัญญาณรูปคลื่นพัลส์ที่มีความแม่นยำสูง
ประการที่สอง ลดแสง pwm ไม่มีความแตกต่างของสี
ในช่วงการหรี่แสงทั้งหมด เนื่องจากกระแสไฟ LED อยู่ที่ค่าสูงสุดหรือปิดอยู่ กระแสไฟเฉลี่ยของ LED จึงเปลี่ยนแปลงโดยการปรับอัตราส่วนหน้าที่พัลส์ ดังนั้นโครงร่างจึงสามารถหลีกเลี่ยงความแตกต่างของสีระหว่างการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันได้
ประการที่สาม ลดแสง pwm ช่วงที่ปรับได้
ความถี่การหรี่แสง PWM โดยทั่วไปคือ 200 Hz (การลดแสงความถี่ต่ำ) ถึง 20 kHz หรือมากกว่า (การลดแสงความถี่สูง)
ประการที่สี่ pwm ลดแสง ไม่มีแฟลช
ตราบใดที่ความถี่การหรี่แสง PWM สูงกว่า 100 Hz จะไม่มีการกะพริบของ LED ไม่เปลี่ยนสภาพการทำงานของแหล่งจ่ายกระแสคงที่ (อัตราส่วนบูสต์หรือสเต็ปดาวน์) และเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดความร้อนมากเกินไป อย่างไรก็ตาม การหรี่แสงความกว้างพัลส์ PWM ก็มีปัญหาที่ต้องระวังเช่นกัน ประการแรกคือการเลือกความถี่พัลส์ เนื่องจาก LED อยู่ในสถานะเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว หากความถี่ในการทำงานต่ำมาก ดวงตาของมนุษย์จะรู้สึกสั่นไหว เพื่อใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์การมองเห็นที่ตกค้างของดวงตามนุษย์ได้อย่างเต็มที่ ความถี่ในการทำงานควรสูงกว่า 100 Hz โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 200 Hz
ข้อเสียของการลดแสง pwm คืออะไร?
เสียงที่เกิดจากการหรี่แสงเป็นหนึ่ง แม้ว่าตามนุษย์จะตรวจไม่พบด้วยความถี่ที่สูงกว่า 200 เฮิร์ตซ์ แต่ก็เป็นช่วงการได้ยินของมนุษย์จนถึง 20 กิโลเฮิรตซ์ ในเวลานี้สามารถได้ยินเสียงของผ้าไหมได้ มีสองวิธีในการแก้ปัญหานี้ หนึ่งคือการเพิ่มความถี่ในการสลับให้สูงกว่า 20 kHz และกระโดดออกจากหูของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ความถี่ที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาได้ เนื่องจากอิทธิพลของพารามิเตอร์ปรสิตต่างๆ จะทำให้รูปคลื่นพัลส์ (ขอบด้านหน้าและด้านหลัง) บิดเบี้ยว ซึ่งจะลดความแม่นยำของการหรี่แสง อีกวิธีหนึ่งคือค้นหาอุปกรณ์ส่งเสียงและจัดการ ในความเป็นจริง อุปกรณ์ทำให้เกิดเสียงหลักคือตัวเก็บประจุแบบเซรามิกที่เอาต์พุต เนื่องจากตัวเก็บประจุแบบเซรามิกมักจะทำจากเซรามิกที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูง ซึ่งมีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก การสั่นสะเทือนทางกลเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของพัลส์ 200 Hz วิธีแก้ไขคือใช้ตัวเก็บประจุแทนทาลัมแทน อย่างไรก็ตามตัวเก็บประจุแทนทาลัมไฟฟ้าแรงสูงนั้นหาได้ยากและมีราคาแพงมากซึ่งจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น
โดยสรุป ข้อดีของการลดแสง pwm คือ การใช้งานที่เรียบง่าย ประสิทธิภาพสูง ความแม่นยำสูง และเอฟเฟกต์การลดแสงที่ดี ข้อเสียคือเนื่องจากไดรเวอร์ LED ทั่วไปนั้นใช้หลักการของการสลับแหล่งจ่ายไฟ หากความถี่การหรี่แสงของ PWM อยู่ระหว่าง 200 ถึง 20 kHz ความเหนี่ยวนำและความจุเอาท์พุตรอบ ๆ แหล่งจ่ายไฟการหรี่แสง LED มีแนวโน้มที่จะเกิดเสียงรบกวนที่ได้ยินได้ หูของมนุษย์ นอกจากนี้ เมื่อทำการหรี่แสงแบบ PWM ยิ่งความถี่ของสัญญาณการปรับอยู่ใกล้ความถี่ของชิปไดรเวอร์ LED กับสัญญาณควบคุมเกต ยิ่งเอฟเฟกต์เชิงเส้นแย่ลงเท่านั้น