wersja mobilna | kontakt z nami

Jak dobrać zasilacz, aby regulować jasność diod LED?

Numer: Grudzień/2015

Regulowanie jasności diod LED ma głównie zastosowanie w zwiększeniu energooszczędności, podkreśleniu lub zaakcentowaniu otoczenia, poprawie sprawności czy wydłużeniu czasu funkcjonowania diod. Wydajność ściemniania w głównej mierze zależy od diody LED oraz użytego zasilacza. Ogólnie, źródła typu LED można podzielić na 3 kategorie: moduł diod LED tak zwany "LED engine" (moduł prądowy), moduł diod LED z rezystorem - takie jak paski LEDowe (moduł napięciowy), moduł diod LED z wbudowaną przetwornicą DC/DC lub AC/DC. W artykule zostaną omówione możliwości ściemniania pierwszych dwóch typów modułów.

Pobierz PDF

W przypadku modułów LED prądowych, ściemnianie jest realizowane przez modyfikację amplitudy prądu płynącego przez diodę, potocznie - zmianą prądu płynącego przez diodę. Dlatego też układ zasilania diod tzw. "LED driver", powinien być zaprojektowany w taki sposób, aby spełnić to wymaganie.

Rodzina zasilaczy Mean Well HLG ma funkcję dostosowania prądu płynącego przez LED oraz umożliwia kontrolę poprzez zastosowanie zewnętrznego ściemniacza DC1-10 lub PWM (Pulse Width Modulation - regulację poprzez szerokość impulsu o stałej częstotliwości), jak również zwykłym rezystorem lub potencjometrem. Inną kategorią modułów są moduły LED z rezystorem potocznie zwane paskami LED (lub paskami flex).

Paski LED są powszechnie stosowane ze względu na relatywnie stałe napięcie zasilania, które jest wymuszone poprzez szeregowe połączenie rezystora oraz diody. W takim przypadku instalator czy użytkownik może użyć dowolnego zasilacza stałonapięciowego do zasilania modułu.

Takie moduły zazwyczaj zasilane są z napięcia stałego (DC) 12 V lub 24 V. Czasami ściemnianie takich modułów może być problematyczne. Artykuł pokazuje konsekwencje stosowania zasilaczy z regulacją prądu. Zostaną omówione również zachowania niepożądane. Najlepszą metodą ściemniania paska LED jest zastosowanie zasilacza, który steruje diodami za pomocą PWM.

Wybrane niepożądane zachowania podczas ściemniania diod LED

Tabela 1. Niepożądane zjawiska podczas ściemniania diod LED

Wydawać się może, że ściemnianie diod LED jest prostą sprawą. Powinno jednak rozważyć się kilka istotnych zjawisk, aby umożliwić płynne ściemnianie. W przeciwnym przypadku możemy uzyskać pewne niepożądane efekty wymienione w tabeli 1.

Jednym z częstszych, niepożądanych zjawisk jest tak zwana "ślepa ścieżka", występująca głównie w zasilaczach z regulacją amplitudy prądu. Ściemnianie będzie wówczas działało prawidłowo jedynie w przypadku, gdy moc zasilacza jest odpowiednio dobrana do mocy diod LED. Innymi słowy wówczas, gdy zasilacz jest maksymalnie obciążony (rysunek 1a).

Poziom jasności będzie wtedy odpowiadał ustawieniom ściemniacza. Jednakże w przypadku źle dobranego zasilacza do długości paska Flex lub do modułu prądowego użytkownik odczuje duży dyskomfort w przypadku ściemniania. Jasność maksymalna zostanie osiągnięta dużo szybciej, niż wynikałoby to z ustawień ściemniacza. Pokazują to rysunki 1b oraz 1c.

Wyjście typu PWM rozwiązuje problem ślepej ścieżki.

Rysunek 1. Zasilacz Mean Well z regulacją podłączony do różnej długości paska LED: a) prawidłowo dobrany zasilacz do długości paska 100% obciążenia, b) 70% obciążenia - powoduje małą "ślepą ścieżkę", c) 30% obciążenia pokazuje zwiększenie "ślepej ścieżki"

Dobór zasilacza do paska LED działającego w pobliżu pełnego obciążenia zasilacza może zostać skrytykowany przez instalatorów lub użytkowników. Dotyczy to zwłaszcza sytuacji, gdy nie wiadomo, jaka będzie aplikacja końcowa i nie wiadomo, jaka będzie ostateczna długość paska typu Flex.

W takim przypadku lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie zasilacza z wyjściem typu PWM. W takim zasilaczu strumień światła jest przerywany w zależności od poziomu ściemnienia. Jest to niezauważalne dla ludzkiego oka, ponieważ odbywa się to z dużą rozdzielczością oraz częstotliwością sygnału PWM.

Minimalny poziom ściemnienia powinien być poniżej 0,1%. Rozdzielczość takiego typu wyjścia jest 8-bitowa, co daje nam 256 poziomów ściemnienia i jest wystraczająca dla większości aplikacji. Częstotliwość PWM powinna być jak największa, aby uniknąć niepożądanego efektu "flickeringu", czyli migotania.

Podsumowanie

Najlepszą metodą ściemniania pasków LED typu flex jest używanie zasilacza z wyjściem typu PWM. Pozwala to uniknąć "ślepej ścieżki" oraz innych niepożądanych efektów.

Mean Well oferuje odpowiednie dla aplikacji LED wykorzystujących paski typu Flex zasilacze w zakresie mocy 40-120W, które umożliwiają ściemnianie oraz zapewniają ochronę IP 67. W ofercie firmy Maritex znajdą Państwo zasilacze Mean Well z serii PWM, które idealnie nadają się do ściemniania pasków LED.

Sebastian Mansfeld
Łukasz Orłowski

Pozostałe artykuły

Bezpieczeństwo elektryczne urządzeń (1)

Numer: Kwiecień/2017

100-procentowe zabezpieczenie projektowanego przez siebie urządzenia przed wszystkimi zagrożeniami, które mogą wystąpić w czasie jego eksploatacji, raczej nie jest możliwe. Jednak jako świadomi konstruktorzy powinniśmy redukować wpływ pewnych typowych zagrożeń, dbając o bezpieczeństwo urządzenia oraz jego użytkownika.

SKEDD - nowa koncepcja połączeń rozłącznych do PCB

Numer: Kwiecień/2017

Wśród technik montażu złączy na PCB doskonale znane są: lutowanie na fali, montaż THR, montaż SMD oraz wciskanie prasą. Technika bezpośredniego przyłączania do płytki, nazwana SKEDD, to krok naprzód w kierunku poszukiwania nowatorskich rozwiązań. Płytki drukowane są często określane mianem systemu nerwowego urządzenia elektronicznego. Dzięki postępowi technologicznemu stały się doskonalsze, bardziej dopasowane do potrzeb. ...

Jak odnaleźć wymagania EMC dla różnych typów urządzeń? Przykład: pulsometr z modułem Bluetooth

Numer: Kwiecień/2017

Redakcja Elektroniki Praktycznej zaproponowała mi napisanie artykułu dotyczącego wymagań EMC dla różnych typów urządzeń. Temat mnie zainteresował, więc postanowiłem podnieść rękawicę i zacząć nietypowo, czyli od rozwiązania konkretnego przykładu, aby w przyszłości przejść do formułowania zasad ogólnych (od szczegółu do ogółu).

Aplikacja do sterowania zasilaczem powerBank

Numer: Kwiecień/2017

W Elektronice Praktycznej 7/2015 opisałem projekt zasilacza arbitralnego, który ma możliwość generowania programowalnych przebiegów napięciowych oraz rejestrowania parametrów obciążenia, co pozwala na wyznaczanie charakterystyk odbiornika i testowanie zasilanych urządzeń w symulowanych warunkach rzeczywistych. Ten zasilacz ? powerBank ? jest obsługiwany za pomocą graficznego interfejsu użytkownika. Niemniej jednak obiecałem wtedy, ...

Identyfikacja elektroniczna. Wstęp i układy znaczników RFID oraz NFC. cz. 1

Numer: Kwiecień/2016

Wraz z postępem technicznym coraz więcej procesów uległo automatyzacji. Dotyczy to nie tylko przemysłu, ale również prób konstruowania maszyn (robotów i innych) mających ułatwić nam codzienne życie. Podstawową "umiejętnością", którą muszą mieć takie maszyny jest zdolność do rozpoznawania obiektów. W artykule omówimy podstawowe, mające zastosowanie praktyczne techniki pozwalające ocenić maszynie, z jakim przedmiotem ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Kwiecień 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym