- Первые дни затемнения
- Фазорегуляция затемнения
- Дилемма цифрового затемнения
- Как работает новая технология
- Выводы
Технологии | LpR Статья
Эволюция светодиодного освещения с регулируемой яркостью является постоянной темой, и затемнение с фазовым срезом часто является неудовлетворительным. Хотя некоторые недостатки могут быть приемлемы в жилых приложениях, они определенно не приемлемы в профессиональных приложениях. Сценическое освещение, студийное освещение, освещение телевизоров и фильмов устанавливают самые высокие стандарты. Крейг Шарп и Билл Тжина, инженеры-исследователи и проектировщики из CCI Power Supplies LLC, обсуждают, какие разработки помогли преодолеть ограничивающие препятствия и привели к решению, которое также удовлетворяет строгим требованиям.
(а) Аналоговое управление светодиодами затемнения. (б) Цифровое управление светодиодами затемнения. (c) DimMasterTM управляемый светодиодный диммер
(а) Аналоговое управление светодиодами затемнения. (б) Цифровое управление светодиодами затемнения. (c) DimMasterTM управляемый светодиодный диммер
Сценическое освещение всегда было одним из самых прогрессивных и передовых приложений освещения. Примером этого является использование огромного количества различных фильтров для точного отображения цвета или неограниченного уровня освещения от нуля до полной яркости для поддержки различных сцен. Некоторые из этих задач стали проще с помощью светодиодного освещения, но другие, такие как затемнение, стали более сложными и сложными. Поэтому неудивительно, что сценические, студийные, архитектурные и другие высокопроизводительные специалисты по освещению собираются снова поднять занавес на полномасштабном светодиодном затемнении. Этот гигантский скачок недавно стал возможен благодаря внедрению новой технологии затемнения светодиодного блока питания, которая изучается и адаптируется производителями светодиодных ламп и светильников.
Первые дни затемнения
С появлением электрического света необходимость в затемнении была незамедлительной. Было легко выключить свет простым клапаном, когда газовое освещение было правилом. Но эти новые электрические лампы представляли собой проблему. Первый метод, который обычно используется, помещает банки с соленой водой в ряд с лампами. Электроды могут быть сняты для изменения их сопротивления и дросселирования потока тока к лампам. В 1890 году Гранвиль Вудс изобрел диммер безопасности, форму реостата с проволочным сопротивлением (управление потоком), который сохраняется в некоторых установках и по сей день. Оба эти метода генерировали огромное количество тепла и иногда вызывали пожары. В 1933 году General Radio объявило об изобретении Variac (сокращение переменного тока), бесступенчато регулируемого автотрансформатора. Это было серьезным улучшением в технологии диммеров, существенно снижающей расход энергии по сравнению с резистивными диммерами. Однако, как и реостат, это механическое устройство, которое регулируется медленно.
Фазорегуляция затемнения
В 1959 году Джоэл Спира изобрел диммер, управляемый SCR (управляемый кремнием выпрямитель), а год спустя Юджин Алессио анонсировал диммер, управляемый TRIAC (Triode for AC). Эти системы управления на основе тиристоров являются основой технологии диммеров сегодня, хотя IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) используется в некоторых новейших конструкциях диммеров, потому что это более простое устройство для управления и управления.
Все эти устройства работают, обрезая часть каждого полупериода сигнала линии переменного тока. Отрезанное количество измеряется фазовым углом. Полная синусоида имеет длину 360 градусов; полуволна 180 градусов. Если диммер отключается на 90 градусов каждого полупериода, эффективное напряжение, подаваемое на лампу, уменьшается вдвое, потому что остается только одна половина формы сигнала или 180 градусов. Диммеры с фазовым срезом могут работать на переднем крае (прямое смещение фазы) или на заднем крае (обратное сечение фазы) формы сигнала. Прямая фаза среза развивалась естественным образом из-за поведения тиристора. SCR или TRIAC запускается для включения и выключается, когда форма сигнала пересекает нулевое напряжение. Для улучшения характеристик низковольтных галогенных ламп, работающих на электронном трансформаторе, типе импульсного источника питания, было разработано обратное фазовое регулирование яркости.
Давайте рассмотрим некоторые проблемы в управлении светодиодными лампами с помощью диммеров с фазовым срезом, потому что эта технология доминировала на рынке в течение десятилетий, и существует огромная база этих диммеров.
Простые диммеры с фазовой отсечкой соединены последовательно (два провода) с лампой накаливания и могут потреблять энергию для своей электроники только в течение периода, когда линия переменного тока отключена. Это когда на диммере присутствует напряжение. Более сложные диммеры требуют больше энергии для их электроники и имеют дополнительный провод (три провода) для питания их электроники. Светодиодный светильник с регулируемой яркостью имеет только два провода от диммера, чтобы обеспечить питание, без преимущества полного сетевого напряжения, присутствующего во время отрезанной части фазы. Тиристорные диммеры требуют минимального тока нагрузки для правильной работы. Светодиодный светильник с регулируемой яркостью должен обеспечивать этот ток нагрузки даже при низком напряжении в линии, что противоречит повышению эффективности светодиода по сравнению с лампой накаливания.
Из-за этих ограничений светодиодные светильники с диммированием в существующих системах с фазовым отключением были в целом неудовлетворительными. Затемнение ниже 30% яркости было ненадежным. Приспособления включились бы, поскольку управление диммера было продвинуто. Иногда приборы ведут себя беспорядочно, периодически переключаясь между нулем и полной яркостью. Чтобы преодолеть эти ограничения, разработчики технологий обратились к цифровым методам управления светодиодной подсветкой. Во многих областях машиностроения цифровые инновации часто устраняют барьеры на пути улучшения производительности продукта и стоимости приложений. Может ли цифровое решение аналогично
быть написано для светодиодного затемнения?
Дилемма цифрового затемнения
Как диммеры, так и драйверы предъявляют различные требования, которые необходимо соблюдать для обеспечения бесперебойной работы светодиодов. Цифровые диммеры - одна из сложнейших проблем, которую необходимо решить с помощью светодиодных ламп, потому что микропроцессор требует питания, даже когда диммер выключен. Это приводит к небольшому току, обычно около 20 мА, который должен проходить через лампу, когда свет должен быть выключен.
Рисунок 2: Относительная кривая светоотдачи источника питания с цифровым управлением светодиодами не позволяет получить низкочастотную кривую полного диапазона «S», которая характерна для традиционного диммирования накаливания. Это было характерно для попыток затемнения светодиодов
Драйверы должны преобразовать прерывистый сигнал переменного тока от диммера в постоянный сигнал постоянного тока для светодиодов, чтобы излучать постоянный свет, в то же время интерпретируя измененную форму волны до соответствующего уровня затемнения. Другими словами, драйверы должны быть предназначены для интерпретации модулированного сигнала коэффициента заполнения и передачи информации на выходные уровни постоянного тока. При уменьшении угла фазы проводимости выходной ток также должен уменьшаться. Для обеспечения постоянного светового потока требуется балансировка между потребляемым током через сигнал переменного тока, когда он отключается диммером. Хранение энергии в конденсаторах и катушках индуктивности помогает обеспечить питание, когда его нет.
Рисунок 3: Недавно представленная технология светодиодного затемнения создает кривую «S», которая имитирует световой поток при традиционном освещении лампами накаливания. Важно отметить, что нижний предел затемнения для выходов сцены и переходов тесно эмулируется
Как работает новая технология
Основная задача светодиодного димминга - удовлетворить эстетический взгляд технического художника. Когда речь идет об использовании сценарных и телевизионных светильников с высокой мощностью, технический производитель ищет освещение без мерцания с плавным затемнением от менее 1% до 100%, как если бы это было с лампой накаливания. Это было чрезвычайно трудно достичь до сих пор.
Недавно представленная технология регулировки яркости светодиодного источника питания, называемая DimMasterTM, совместима с фазовым регулированием яркости, резистивным или автоматическим трансформатором напряжения линии диммирования. Соотношение между сигналами ШИМ и эффективным напряжением в сети определяется в микропроцессорном программировании для получения желаемой кривой диммирования.
Когда регулятор яркости линии переменного тока установлен на низкую яркость, эффективное напряжение, подаваемое на прибор, является низким. Из-за этого источник питания в диммируемом светильнике переменного тока должен работать до крайне низкого входного напряжения. Он также должен обеспечивать минимальную нагрузку на диммеры с тиристорными фазовыми выключателями, иначе они будут работать неправильно. Еще одна проблема заключается в подавлении электромагнитных помех от импульсного источника питания, не вызывая обзвона тока линии переменного тока, что также может привести к неисправности тиристорных фазовых диммеров. Часто эта неисправность проявляется как стробирование или пульсация, или иногда яркость меняется беспорядочно, как мерцание свечи. Новая технология регулировки яркости светодиодного источника питания включает в себя внешний интерфейс с коррекцией коэффициента мощности и соответствующий фильтр электромагнитных помех, разработанный специально для этого применения. Он работает при крайне низком входном напряжении и представляет собой подходящую нагрузку для диммеров с фазовым срезом даже при узких углах проводимости, необходимых для настроек низкой яркости, и в то же время соответствует ограничениям FCC для класса проводимых излучений.
Особое раздражающее поведение некоторых светодиодных светильников с регулируемой яркостью переменного тока называется включением попкорна. При увеличении яркости диммера приборы включаются на разных уровнях и в разное время, создавая эффект попкорна. В новом технологическом подходе сначала запускается отдельный источник питания управления, затем микропроцессор контролирует линию переменного тока, чтобы определить, когда начнут работать выходы ШИМ. Эта последовательность не так зависит от настройки диммера или времени запуска основного источника питания, что эффективно исключает включение попкорна.
Для высококачественных светодиодных светильников совместимость с видеокамерами также является серьезной проблемой. Некоторые диммируемые светильники управляют током светодиодов, генерируя импульс импульсов от драйвера светодиодов, что вызывает мерцание яркости видеодисплеев. Другие светодиодные светильники переключаются непрерывно, но на относительно низкой частоте, что хорошо для эффективности, но вызывает эффект жалюзи из-за светлых и темных горизонтальных полос на видеоэкране. В качестве альтернативы, выход PWM новой технологии представляет непрерывный поток импульсов с частотой, достаточно высокой, чтобы исключить эффект жалюзи, но не настолько высокой, чтобы снизить эффективность.
Рисунки 4a-c: (a) Светодиод с аналоговым управлением. (б) Цифровое управление светодиодами затемнения. (c) DimMasterTM управляемый светодиодный диммер
В первых источниках света с регулируемой яркостью светодиодов использовался аналоговый подход управления (рис. 4а). Они распознали выпрямленное значение постоянного тока линейного напряжения и использовали его для непосредственного управления выходным током импульсного источника питания. Наиболее распространенной топологией для ступени DC-DC является обратная связь, поскольку она является хорошим выбором при низкой стоимости при низкой мощности и может также обеспечивать коррекцию коэффициента мощности, как на одной ступени. Это все еще популярный подход для ориентированного на потребителя светодиодного освещения. Часто диапазон затемнения ограничен, и цвет света смещается по мере уменьшения тока на светодиодах.
Наряду с более мощным светодиодным освещением появилась потребность в улучшенных характеристиках затемнения. Были разработаны аналоговые регуляторы для постоянного тока, светодиодные драйверы ШИМ, которые повышали эффективность и устраняли смещение цвета при изменении яркости. Были разработаны цифровые средства управления, которые генерируют сигнал ШИМ после расчета угла проводимости по измеренным параметрам линейного напряжения (рис. 4б). При таком подходе характеристики диммирования могут быть точно отрегулированы, но искажение формы волны напряжения и переходных процессов на линии переменного тока может нарушить настройку яркости. Измерение длительности проводимости является привлекательным, потому что это легко реализовать в микропроцессорной программе. Однако это измерение чувствительно к частоте, и оно не может определить настройку яркости нерегулируемых диммеров.
Новая технология питания светодиодов использует гибридный подход к измерению эффективного напряжения сети, который не зависит от непосредственного измерения длительности проводимости (Рисунок 4c). Новый подход объединяет абсолютное значение формы волны напряжения сети переменного тока и затем измеряет результат, чтобы определить настройку диммера. Подход совместим со всеми формами диммирования с управлением по линии переменного тока. Если вам случится использовать банки с соленой водой в качестве диммера, это тоже подойдет.
Выводы
Тщательно эмулируя режим диммирования лампы накаливания, улучшенная технология диммирования источников питания светодиодов позволит тем, кто работает в театральном, сценическом и телевизионном мире, беспрепятственно смешивать свое освещение, генерируемое по-разному, и переходить от лампы накаливания к светодиоду в течение затрачиваемого времени.
Владельцы объектов и режиссеры могут постепенно и с минимальными затратами переоборудовать свои системы накаливания в светодиодные, без потери качества освещения. Полнофункциональный, высокопроизводительный светодиодный диммер собирается занять центральное место.
Похожие
Как собрать софит?Я пытаюсь самостоятельно сделать софит под карнизом дома. Я думаю, что это не будет слишком сложно, потому что моя крыша остроконечна, без какой-либо фантазии. Как собрать такой софит и какие материалы использовать для этой цели? Софит обычно изготавливается из специальных панелей ПВХ, доступных в нескольких цветах, гладких или с текстурой дерева. Они представляют собой профилированные однослойные полные или перфорированные элементы. Как украсить офис в индустриальном стиле?
Вы ищете замечательную идею для дизайна офис / офис рабочие места в индустриальном стиле со старинными элементами? У нас есть предложение для очень оригинального интерьера! Советуем начать с подготовки стен. Мы предлагаем использовать очень модный необработанный бетон с отчетливой текстурой, возможно, слегка белой краской. Мебель следует подбирать по цвету (серый, графит) с элементами чистого, светлого, натурального, Затраты на строительство
Рис. строящийся дом Эффективный процесс строительства во многом зависит от правильной оценки стоимости. Они рассчитаны с учетом нескольких этапов: нулевое состояние, необработанные открытые и закрытые и отделочные работы. Финансовые расходы будут зависеть от многих факторов, таких как принятая Солнечное затмение 11 августа - где наблюдать, как Луна закроет Солнце
В течение года на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, и 2018 порадует землян уже третьим таким явлением. Иллюстрация / REUTERS Солнечное затмение - это удивительное астрономическое явление, когда Луна частично или полностью Транзисторы из обычной бумаги
... как подложка и диэлектрический слой Для изготовления транзисторов из бумаги листы бумаги покрывают полупроводниками из оксидов цинка, галлия и индия. Они тогда связаны слоем алюминия. Благодаря покрытию бумага является не только подложкой (подложкой) транзистора, но и слоем диэлектрика, поэтому является изолирующим компонентом. В результате получается полноценный целлюлозно-волоконный транзистор. Получающийся «бумажный транзистор» не только экономически эффективен Как бороться с сорняками на поздних стадиях развития злаков?
Эффективность гербицидов как осенью, так и весной часто была довольно низкой в этом сезоне. Также было нелегко бороться с сорняками в весенних злаках. Что мы можем сделать, если не избавимся от незваных гостей с поля? Как бороться с сорняками на поздних стадиях развития? Слишком холодно, слишком влажно ... Бойлер косвенного нагрева своими руками: как правильно сделать, чертежи + фото
Водонагреватели прямого нагрева хорошо известны потребителю благодаря своим главным преимуществ - простота монтажа и сравнительно низкая цена. Но в частном доме, где есть автономная система отопления, установка такого типа водонагревателя нецелесообразна из-за своей неэкономичности. Совсем другой подход в вопросе нагрева воды предлагают бойлеры косвенно нагрева, о которых пойдет речь далее. ��одержание: Как устроен бойлер косвенного нагрева? Плюсы и Травы на кухне - как создать домашний сад на подоконнике?
Ароматные травы на кухонном подоконнике? Это не так сложно! Благодаря такому зеленому арсеналу ваша кухня станет вдохновляющим местом для новых кулинарных идей, а свежие листья сделают вас менее склонными к сумкам со специями. Узнайте, как устроить собственный гербарий на кухне и какие растения выбрать. Любой, кто когда-нибудь пахнет свежей зеленью на кухне, не сможет представить готовку без этого уникального аромата! Как вы украшаете цветы в блюдо?
Каждая цветочная композиция, найденная в блюде, уникальна благодаря возможности использования множества видов растений, а также блюд из разных материалов и необычных форм. Мы можем выбирать между горшками и горшками, вазами, кубками или плоскими тарелками. Среди видов цветов мы можем выбирать из множества цветов и форм - выбор идеального растения зависит от вкуса и нашей идеи. Стекло садовое - декоративные цветочные композиции в блюде Крысы и мыши дома - как избавиться от незваных арендаторов
... как избежать скрипучих проблем в будущем. Узнай своего врага! Крысы и мыши дома - как защитить себя от смущающих грызунов? Крысы и мыши живут в доме, где они могут найти что-нибудь поесть. Наибольшие шансы на плотную закуску - это когда зерновые отправляются на склады. Затем они покидают поля, на которых они охотились до сих пор, и посещают человеческие места. Кроме того, некоторые грызуны побуждают жить в Сад на балконе шаг за шагом - идеи и вдохновение
Балкон, терраса, лоджия - когда наступят жаркие и продолжительные дни, они станут заменой садам. Многие владельцы балконов забывают, что этот кусочек пространства можно превратить в настоящий оазис, полный цветов и ароматов, обустроив сад и балкон в одном. Воздушные шары и террасы не могут устоять перед чувственными цветами, ароматными травами или даже овощами, которые порадуют нас своим вкусом. Все, что вам нужно, это садовые перчатки и немного энтузиазма. Вествинг рассказывает, как устроить
Комментарии
Как бороться с сорняками на поздних стадиях развития яровых злаков?Как бороться с сорняками на поздних стадиях развития яровых злаков? Что приводит к оставлению сорняков в поле? Как работает Biathlon 4D? В тот момент, когда должно быть сделано большинство плантаций яровых злаков, применение не было разрешено погодными условиями. Любая гербицидная Как насчет традиционного арвека с арником, в котором основным критерием сравнения была мощность в Ваттах?
Как насчет традиционного арвека с арником, в котором основным критерием сравнения была мощность в Ваттах? От традиционной лампы мощностью 100 Вт генерируется свет мощностью 1000 люмен, то есть его замена светодиода в параметре мощности света должна составлять около 1000 люмен. По аналогии, замена arwka мощностью 60 Вт - это светодиодная лампа мощностью 600 люмен, а эквивалентом 25 Вт - светодиодная лампа со светоотдачей около 250 люмен. Что такое плавный свет светодиодной лампы? Как сделать так, чтобы изменения действительно к лучшему?
Как сделать так, чтобы изменения действительно к лучшему? Я не был бы собой, если бы не поддержал несколько научных исследований по этому поводу. Давайте начнем с правильной позиции на работе или учебе, которая обычно происходит за столом - мебель, созданная для этого вида деятельности. Тот факт, что эргономика является ключевым здесь, доказал много исследований резюме было Крысы и мыши дома - как защитить себя от смущающих грызунов?
Крысы и мыши дома - как защитить себя от смущающих грызунов? Крысы и мыши живут в доме, где они могут найти что-нибудь поесть. Наибольшие шансы на плотную закуску - это когда зерновые отправляются на склады. Затем они покидают поля, на которых они охотились до сих пор, и посещают человеческие места. Кроме того, некоторые грызуны побуждают жить в Р: А как насчет шума?
Р: А как насчет шума? Это хлопотно? Модель вашего насоса имеет увеличенный испаритель и 2 вентилятора с переменной скоростью, которые должны компенсировать шум. У: Да, это так. Кроме того, мы не остаемся на террасе зимой, и вы не можете слышать насос дома. Летом тепловой насос, нагревающий воду, работает два раза в день, работая на полную мощность. В этой Как собрать такой софит и какие материалы использовать для этой цели?
Как собрать такой софит и какие материалы использовать для этой цели? Софит обычно изготавливается из специальных панелей ПВХ, доступных в нескольких цветах, гладких или с текстурой дерева. Они представляют собой профилированные однослойные полные или перфорированные элементы. Отверстия в перфорированных панелях позволяют вентилировать пространство под кровля Можно ли использовать древесину в помещениях, подверженных воздействию влаги, таких как кухня и ванная комната?
Можно ли использовать древесину в помещениях, подверженных воздействию влаги, таких как кухня и ванная комната? Ничто не стоит на пути. Вопреки внешнему виду, это очень прочный материал - он просто требует адекватной защиты. Дверь ванной из массива дерева дополнительно гарантирует адекватную изоляцию этого уютного номера от остальной части дома. Дерево на кухне прекрасно сочетается со стеклом, фарфором, керамикой и камнем, и в то же время устойчиво к Вы не знаете, как устроить окна в других интерьерах?
Вы не знаете, как устроить окна в других интерьерах? Обязательно прочитайте о мансардных окнах в: спальня , гостиная , офис Как обустроить пространство в саду с помощью бетонных плит?
Как обустроить пространство в саду с помощью бетонных плит? Бетонные плиты в саду также можно использовать для защиты склонов, возведения подпорных стен, создания зон и ограждения клумб, кустарников и деревьев. Рис. КОНТРАКТАНТЫ В садах с разнообразным рельефом бетонные садовые
Как собрать такой софит и какие материалы использовать для этой цели?
Как украсить офис в индустриальном стиле?
Вы ищете замечательную идею для дизайна офис / офис рабочие места в индустриальном стиле со старинными элементами?
Что мы можем сделать, если не избавимся от незваных гостей с поля?
Как бороться с сорняками на поздних стадиях развития?
?одержание: Как устроен бойлер косвенного нагрева?
Ароматные травы на кухонном подоконнике?
Как вы украшаете цветы в блюдо?
Крысы и мыши дома - как защитить себя от смущающих грызунов?
Как бороться с сорняками на поздних стадиях развития яровых злаков?