LED投光燈布向智能控制(下)
數字調光控制
采用脈沖電流技術進行調光,數字信號控制器極大地簡化了設計。數字信號控制器上的高級脈寬調制(PWM)模塊可用于生成用于控制LED投光燈功率級的PWM信號。 PWM模塊具有復位輸入,可通過快速準確地關閉PWM輸出來實現LED調光,從而控制電流。調光量是全零(0)和全亮(255)值之間的定量數值。將LED投光燈亮度設置為50%,計數器將從0到255進行計數,并在128(50%)時關閉PWM輸出。通過LED投光燈不會有電流。當計數器達到大值255時,它將返回到0.同時PWM將重新啟動。這個過程可以重復產生LED投光燈調光所需的脈沖電流。 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。
數字LED投光燈驅動器
除了調光控制之外,數字信號控制器還可以主動提供電力來控制流向高亮度LED投光燈的正向電流。降壓和升壓開關模式電源技術(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。如圖所示。如圖2所示,在該技術中,當開關(Q)斷開時,PWM控制與LED的正向電流對應的開關(Q)和感測電阻(Rsns)電壓。數字信號控制器的比較器用于比較電阻兩端的電壓(Rsns)和可配置的內部參考電壓,該參考電壓與LED所需的正向電流成正比。當檢測電壓大于內部參考電壓時,模擬比較器將阻止PWM開啟開關(Q),電感(L)會將存儲的電流釋放至二極管(D)和LED。在下一個PWM周期開始時,開關(Q)關閉;這個過程然后不斷重復。數字信號控制器可以主動調整流向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(Q),并監測通過檢測電阻(Rsns)的正向電流。數字信號控制模塊上的模擬數字轉換(ADC)模塊對流經檢測電阻的電壓進行采樣,對應于LED的正向電流。該值將由數字信號控制器的軟件實現的比例積分(PI)控制回路使用,以基于ADC讀數和與期望電流相對應的軟件參考值來調整開關(Q)的占空比。通過在軟件中實現PI控制回路,數字信號控制器可以使用多個控制回路提供靈活性。小化PI控制回路使用的CPU資源。數字信號控制器可以控制多個LED投光燈燈串并支持附加功能。
數字通信
數字信號控制器可以智能地控制LED投光燈,并且可以實現通信協議,而不需要單獨的通信控制設備。例如,DMX512照明控制協議使用標準單向通信,通過主設備和多個從設備,具有512位分組數據速率,并分別連接到每個設備或節點,并將命令傳輸到單個LED投光燈。高速處理使數字信號處理器(DSP)能夠快速執行控制回路,優化升壓轉換器的控制器,并運行DMX512和其他通信協議。由于該通信是以軟件執行的,因此不限于單一協議??梢允褂酶鞣N通信方法來控制燈。
縮短學習曲線
對于設計師來說,數字LED投光燈控制的學習曲線非常陡峭。這將更容易使用數字控制LED投光燈工具套件、的參考設計和應用要求。包括免費程序源代碼、硬件文件和可互換的功率級,以支持不同的功率拓撲結構。 Microchip的DM330014 LED照明開發套件提供多個LED驅動器子卡,允許設計人員在同一電路板上試驗多個驅動器級。
LED投光燈高效率和即時調光功能繼續推動混色和其他照明應用的發展。通過增加由數字信號控制器提供的智能控制和通信功能,設計人員將能夠為LED投光燈添加高級功能和特性,從而呈現照明應用的差異。
將智能控制添加到LED投光燈可以更好地顯示LED的優點。節能優勢也將更加完善。在不同情況下改變顏色,亮度已成為事實,智能控制將成為LED投光燈的未來趨勢。