los principios de funcionamiento del atenuador LED

¿Qué es el atenuador LED?

Un atenuador es un dispositivo eléctrico que cambia el flujo luminoso de la fuente de luz en el dispositivo de iluminación y ajusta el nivel de iluminancia. El propósito del atenuador es ajustar los diferentes brillos de la luz. Al reducir o aumentar el voltaje RMS, la lámpara LED se promueve para producir diferentes intensidades de salida de luz. Aunque el dispositivo de voltaje variable se puede utilizar para varios propósitos, el dispositivo está diseñado para controlar la iluminación LED.

Hay tres principios de funcionamiento de los atenuadores LED

1. Modulación de ancho de pulso (PWM para abreviar) digitaliza la onda cuadrada de la fuente de alimentación y controla el ciclo de trabajo de la onda cuadrada para lograr el propósito de control de corriente.
2. Regulación de la fuente de alimentación de corriente constante La magnitud de la corriente se puede ajustar fácilmente mediante tecnología lineal analógica.
3. Agrupe el grupo de control de varios LED y contrólelos con un dispositivo de agrupación simple.

 

Lo anterior 1.2. Dos métodos pueden usar la perilla de resistencia ajustable para un control continuo. Debido a la tecnología madura del módulo PWM, el costo se reduce. Es difícil determinar qué método de control de flujo se utiliza en términos de precio. Sin embargo, la resistencia ajustable en sí no es un componente muy confiable.

A menudo, debido a la entrada de polvo o la inexactitud del proceso de fabricación, habrá un salto instantáneo al operar la resistencia ajustable y la fuente de luz parpadeará. Este tipo de parpadeo es relativamente obvio cuando se usa el modo PWM, y es más obvio cuando se usa la tecnología lineal para regular la corriente.

Independientemente de cómo se ajuste la corriente, se puede cambiar a un interruptor táctil o un interruptor de agrupación independiente (como un agrupador, un control remoto) para controlar las luces. Esta calidad es más confiable y la vida útil es mucho más larga.

Es realmente necesario utilizar resistencias ajustables para un delicado control de la iluminación. Se recomienda utilizar resistencias ajustables de alta calidad (normalmente unos pocos dólares).

 

Ya sea que el LED sea impulsado por un regulador reductor, impulsor, reductor / impulsor o lineal, el hilo más común que conecta cada circuito de impulsión es controlar la salida de luz.

Hoy en día, solo hay unas pocas aplicaciones que solo necesitan funciones simples de encendido y apagado, y la mayoría de ellas necesitan ajustar el brillo de 0 a 100%.

Con respecto al control de la luminosidad, las dos soluciones principales son ajustar linealmente la corriente del LED (atenuación analógica) o cambiar la corriente del variador de 0 al valor de corriente objetivo hacia adelante y hacia atrás (atenuación digital) a una alta frecuencia que es imperceptible a simple vista.

Usar la modulación de ancho de pulso (PWM) para configurar el ciclo y el ciclo de trabajo puede ser la forma más fácil de lograr la atenuación digital, porque la misma tecnología se puede usar para controlar la mayoría de los convertidores de conmutación.

 Introducción al sistema de atenuación

Atenuación del interruptor segmentado

Use el interruptor de luz ordinario en la pared para lograr una atenuación de 4 etapas, la primera vez que se enciende para obtener un brillo completo, la segunda vez que se enciende para un brillo del 60%, la tercera vez que se enciende para un brillo del 40%, y la cuarta vez se enciende para un 20% de brillo.

La ventaja de este sistema es que puede usar interruptores de pared comunes para lograr la atenuación. Y su factor de potencia es tan alto como 0,92 o más. No hay preocupación por generar señales de interferencia. La desventaja es que no se puede atenuar continuamente. Hay algunas operaciones problemáticas.

Atenuación de control remoto

Utilice el control remoto por infrarrojos para realizar la atenuación del LED. Por supuesto, esta es la solución más ideal. Puede realizar cambios de luces y atenuación continua con PWM. La desventaja es que el costo es alto, no existe una especificación uniforme y solo se puede usar para residencias de alto nivel.

De hecho, deberíamos volver y pensar en nuestro principal objetivo de atenuación. Todos los propósitos de atenuación mencionados anteriormente son para satisfacer las necesidades de las personas en el hogar con diferentes intensidades de luz en diferentes ocasiones.

Por ejemplo, puede ser más oscuro cuando mira televisión y más brillante cuando lee un libro. La mayoría de estos se encuentran en residencias. Pocas oficinas, centros comerciales, fábricas y escuelas instalan luces de atenuación. Además, la mayoría de estos lugares están instalados con lámparas fluorescentes y lámparas de bajo consumo, y es imposible atenuar o lograr una atenuación continua.

Regulación de época para ahorrar energía

Desde que la humanidad se dio cuenta de que debemos hacer todo lo posible para ahorrar energía y reducir las emisiones con el fin de resolver el problema urgente del calentamiento atmosférico, cómo reducir el consumo de energía de iluminación se ha puesto en la agenda como un tema importante.

Porque la electricidad de iluminación representa el 20% del consumo total de energía. Afortunadamente, han aparecido los LED de ahorro de energía de alta eficiencia. Los LED en sí mismos ahorran más de 5 veces más energía que las lámparas incandescentes y aproximadamente el doble de energía que las lámparas fluorescentes y las lámparas de bajo consumo, no como las lámparas fluorescentes y las lámparas de bajo consumo. Contiene mercurio.

Si la atenuación también se puede utilizar para ahorrar energía, también es un medio de ahorro energético muy importante. Pero en el pasado, no era fácil lograr la atenuación de todas las fuentes de luz, y la atenuación fácil es una gran ventaja de los LED.

Porque en muchas ocasiones no hace falta encender las luces o al menos no tan brillantes, pero las luces se encienden muy brillantes, como las farolas desde la medianoche hasta el amanecer; las luces en el vagón del metro cuando se conduce desde el subterráneo al terreno suburbano; más común cuando brilla el sol, las luces fluorescentes en oficinas, escuelas, fábricas, etc. cerca de las ventanas siguen encendidas. ¡Estos lugares no saben cuánta electricidad se desperdicia cada día!

En el pasado, las lámparas de sodio de alta presión, las lámparas fluorescentes, las lámparas de techo y las lámparas de bajo consumo no podían atenuarse en absoluto. Después de cambiar a LED, la luz se puede ajustar libremente y la energía se puede ahorrar por completo.

Por lo tanto, para la atenuación de lámparas, la atenuación en la pared no es la aplicación principal y el mercado también es pequeño. En cambio, la atenuación a pedido de las luces de las calles, oficinas, centros comerciales, escuelas y fábricas es la ocasión más importante. No solo el mercado es enorme, sino que también ahorra energía. Lo que necesitan estas ocasiones no es atenuación manual, sino atenuación automática y atenuación inteligente.

Atenuación de la lámpara de la calle

En general, el alumbrado público es inútil después de la medianoche, por lo que la práctica habitual es apagar las luces o encender la mitad del brillo después de las 12 en punto. Pero la forma más razonable es controlar el brillo de las luces de la calle de acuerdo con el flujo de tráfico, o incluso controlar el brillo de forma completamente adaptativa.

Para realizar este tipo de atenuación inteligente, en realidad es muy simple. Siempre que la curva de las estadísticas de flujo de tráfico en esta área se ingrese en un microordenador de un solo chip, la señal de atenuación PWM se envía a la fuente de excitación de corriente constante de acuerdo con esta curva.

Luz LED de atenuación automática fotosensible

Para reducir la iluminación innecesaria bajo la luz solar intensa, se pueden utilizar lámparas fluorescentes LED fotosensibles con atenuación automática (o cualquier otra lámpara LED).

La función del elemento fotosensible es sentir la luz solar circundante. Si la luz solar es más fuerte, emitirá una señal PWM a todas las lámparas LED cercanas a la luz solar (como las lámparas fluorescentes LED) para atenuar su brillo. Un generador de señal de atenuación puede ajustar muchas lámparas LED, siempre que la fuente de alimentación de corriente constante de estas lámparas tenga una interfaz de control de atenuación PWM.

La eficiencia de este sistema de atenuación en sí es tan alta como 92%. Y no hay ningún problema de compatibilidad con el circuito de atenuación del tiristor en la pared. Este tipo de atenuación de ahorro de energía adaptativa totalmente automática es imposible para cualquier tubo de descarga de gas, como lámparas fluorescentes, lámparas de ahorro de energía, lámparas de sodio de alta presión, etc., pero es en lo que las lámparas LED son mejores.

Problemas con la atenuación de LED

Las lámparas LED que se utilizan para reemplazar las lámparas incandescentes estándar generalmente incluyen una matriz de LED para garantizar una iluminación uniforme. Estos LED están conectados entre sí en serie. El brillo de cada LED está determinado por su corriente, y la caída de voltaje directo del LED es de aproximadamente 3.4 V, generalmente entre 2.8 V y 4.2 V.

La cadena de luces LED debe funcionar con una fuente de alimentación de corriente constante, y la corriente debe controlarse estrictamente para garantizar un alto grado de coincidencia entre las luces LED adyacentes.

Para que las luces LED sean regulables, su fuente de alimentación debe poder analizar la salida del ángulo de fase variable del controlador de tiristores para ajustar unidireccionalmente la corriente constante que fluye hacia el LED. Es muy difícil hacer esto mientras el atenuador funciona correctamente, lo que a menudo da como resultado un rendimiento deficiente.

El problema puede manifestarse como una velocidad de inicio lenta, parpadeo, iluminación desigual o parpadeo al ajustar el brillo. Además, existen problemas como inconsistencias entre los componentes y ruido de audio no deseado de las luces LED.

Estas situaciones negativas generalmente son causadas por factores como una activación falsa o un apagado prematuro del tiristor y un control inadecuado de la corriente del LED. La causa raíz del falso disparador es la oscilación actual cuando se enciende el tiristor.

Cuando se enciende el SCR, el voltaje de la red de CA se aplica casi simultáneamente al filtro de entrada LC de la fuente de alimentación de la lámpara LED. El paso de voltaje aplicado al inductor causa oscilación. Si la corriente del atenuador es menor que la corriente del SCR durante la oscilación, el SCR dejará de conducir. El circuito de disparo del tiristor se carga y luego el atenuador se enciende nuevamente.

Este reinicio irregular de tiristores múltiples puede hacer que la luz LED produzca ruido de audio y parpadeo no deseados. Un diseño más simple de filtros EMI puede ayudar a reducir tales oscilaciones innecesarias. Para lograr una atenuación exitosa, la inductancia y capacitancia del filtro EMI de entrada deben ser lo más pequeñas posible.

La peor condición de oscilación es un ángulo de fase de 90 grados (en este momento, el voltaje de entrada alcanza el valor máximo de la onda sinusoidal y se aplica repentinamente al extremo de entrada de la luz LED), y es un voltaje de entrada alto (en esta vez, la corriente directa del atenuador alcanza el nivel más bajo).

Cuando se requiere una atenuación profunda (por ejemplo, el ángulo de fase es cercano a 180 grados) y el voltaje de entrada es bajo, ocurrirá un apagado prematuro. Para reducir la luminosidad de manera confiable, el SCR debe encenderse monótonamente y permanecer en el punto donde el voltaje de CA casi cae a cero voltios.

Para los tiristores, la corriente de mantenimiento requerida para mantener la conducción suele estar entre 8 mA y 40 mA. Las lámparas incandescentes son más fáciles de mantener este nivel de corriente, pero para las lámparas LED que consumen solo el 10% de la lámpara incandescente equivalente, la corriente se puede reducir por debajo de la corriente de mantenimiento del SCR, lo que hace que el SCR se apague prematuramente. Esto provocará parpadeos y / o limitará el rango de atenuación.

Hay muchos otros problemas que plantean desafíos al diseñar fuentes de alimentación de iluminación LED. Las especificaciones de iluminación de estado sólido Energy Star requieren que el factor de potencia mínimo de las aplicaciones comerciales e industriales debe alcanzar 0,9, los productos de iluminación deben cumplir con estrictos requisitos de eficiencia, tolerancia de corriente de salida y EMI, y la fuente de alimentación debe realizarse cuando la carga de LED es corta. -Respuesta segura en circuito o abierta.