Каким должно быть Управление светом?

Почему именно Экспоненциальное изменение яркости?

Для начала совсем немного биологических особенностей человеческого зрения.

Чувствительность человеческого глаза к яркости света имеет экспоненциальную зависимость. В результате, если линейно увеличивать яркость светодиода, то человеку, наоборот, будет казаться, что яркость меняется неравномерно. Если же требуется, чтобы изменение яркости субъективно казалось равномерным, то следует использовать именно экспоненциальный характер уменьшения или увеличения яркости.

Поэтому стоит применять устройства с функцией имитации. Пользователь линейно меняет яркость с помощью регулятора, а на выход поступает уже корректное значение, которое и подается на вход одного из каналов. В результате если пользователь будет линейно менять значение яркости блока Dimming, то реальное изменение яркости светодиода окажется экспоненциальным, а человеческий глаз, в силу описанной выше физиологической особенности, воспримет это изменение как линейное.

Защита от мерцаний

Если в битовой последовательности, формируемой ΣΔ-модулятором, возникают длительные серии из нулей, то это может привести к появлению низкочастотного мерцания, заметного глазу. Однако даже если частота мерцаний относительно высока (до 3 кГц) и они не видны человеку, глаза все равно с течением времени глаз человека может испытывать дискомфорт.

Для автоматической защиты от этого негативного эффекта в состав сигма-дельта-преобразователя входит специальный сторожевой таймер. Он считает число нулевых битов подряд. Если это число превысило пороговое значение, задаваемое в регистре, происходит автоматическая вставка единицы в битовую последовательность.

Сравнение качества света при использовании специального сторожевого таймера и без него представлено на рисунке ниже. Хотя мерцания с частотой 2…3 кГц явно не фиксируются человеком, тем не менее, видны для камер и способны утомлять глаза с течением времени. После активации функции сторожевого таймера в ΣΔ-модуляторе спектр мерцаний источника света переносится в диапазон 40…50 кГц, что делает такой шум безвредным для глаз.

Устройства регулировки яркости нашли свое применение в сфере профессиональных фото и видео съёмок.

Устраняется проблема мерцания источника света.

Диммирование без пульсации.

Два года назад компания LTECH разработала светодиодную подсветку без мерцания на глубине 0,01% (высокочастотный уровень исключения), которая до сих пор непревзойденна!

Спустя два года, благодаря более глубокому изучению, революционная технология T-PWM Super dimming будет лидировать в светодиодной индустрии и в следующем десятилетии!

Регулировка яркости света без мерцаний на профессиональных камерах.

Перед тем, как понять, что такое технология T-PWM с супер глубоким диммированием, мы рассмотрим некоторые существующие на рынке режимы диммирования, тесно связанные с ней.

В коммерческом светодиодном освещении мы чаще всего слышим ключевые слова, такие как: DMX, DALI, 0 / 1-10 В, Triac, WIFI, Bluetooth, RF, Zigbee … Многие люди считают, что это какой-то стандарт регулировки яркости принятый как инструмент для решения определённых задач.

Это не так, они лишь являются входным сигналом диммируемого драйвера. Выбор различных входных сигналов проводят в основном отталкиваясь от условий (место установки, возможность подключения кабеля, функции, стоимости, возможность дальнейшего улучшения.

Всё это не имеет никакого отношения к оценке качества диммирования. Качество световых эффектов в основном определяется способом диммирования выходного сигнала драйверов.

Что такое хороший диммируемый драйвер?

Помимо соответствия требованиям общепринятых параметров, также включают следующие пять пунктов:

1. Затемнение не влияет на индекс освещения;
2. Широкий диапазон затемнения, глубина затемнения составляет менее 1%;
3. При просмотре человеческими глазами, нет видимого мерцания света в статических состояниях или в процессе регулировки яркости. Затемнение равномерное и деликатное;
4. При съемке с использованием фотоаппаратов и другого фотографического оборудования не должно быть пульсаций или мерцания;
5. Соответствует стандартным требованиям при тестировании профессионального стробоскопа и не оказывает влияния на здоровье человека.

Аналоговое управление светом CCR

Это график изменения яркости выходного сигнала светодиодного драйвера некоторых брендов 0-10 В, использующего CCR (аналоговый) (около 8% выходного тока, светодиод гаснет напрямую) Аналоговое управление / уменьшение постоянного тока (CCR) при линейном регулировании яркости светодиодов путем изменения тока, проходящего через светодиод. В идеале яркость светодиодов пропорциональна проходящему току. Этот принцип затемнения имеет следующие характеристики при затемнении светодиода:

Преимущества.

Без малошумного затемнения. В использовании фотографии оборудования цифровой камеры, не создает рябь и мерцание.

Недостатки.

1. Приводит к изменению цветовой температуры светодиода при изменении тока.
2. Узкий диапазон регулировки яркости, плохая согласованность и линейность на нескольких драйверах.
3. LED не работает с номинальным напряжением и током, и срок службы светодиодов будет сокращаться при длительной работе.
4. Эффективность преобразования драйвера светодиодов будет быстро снижаться с уменьшением тока, что приведет к увеличению потери мощности энергосистемы.

CCR (аналоговый) + ШИМ затемнение

Принципиальная электрическая схема CCR (Analog) + ШИМ

CCR (аналоговый) + ШИМ затемнение означает на основан на устройствах аналогового затемнения с добавлением режима затемнения ШИМ на низкой яркости, целью которого является создание недостаточного диапазона затемнения CCR, в то же время сохраняя преимущество уменьшение мерцания при высокой яркости.

Практические проблемы заключаются в следующем:

Преимущества

1. Широкий диапазон регулировки яркости по сравнению с чистым аналоговым затемнением и более широкие возможности применения.
2. Сохраняется преимущество отсутствия мерцания при средней и высокой яркости.

Недостатки

1. Точность аналогового димминга невысока, и проблема плохой линейности диммирования не была улучшена.
2. Неестественный переход при аналоговых и ШИМ переходах.
3. При затухании ШИМ все еще могут существовать стробоскопические проблемы при низкой яркости, а на некоторых снимках может существовать волновое явление.
4. При низкой яркости ШИМ это техническая сложность. У большинства производителей задержка отклика затемняется после добавления затемнения ШИМ в CCR.

ШИМ Затемнение.

Принципиальная схема ШИМ

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ), принцип который заключается в изменении времени прямого включения тока с помощью волны ШИМ для включения и выключения светодиода для достижения эффекта регулировки яркости. Этот режим часто сравнивают с высокочастотным переключением, то есть светодиод постоянно имеет яркость 0% и 100%, поэтому преимущества и недостатки ШИМ очевидны (например, стробоскопические проблемы при низкой яркости). Контроль и развитие технологии ШИМ определяет качество затемнения ШИМ. Таким образом, особенности затемнения ШИМ также очевидны:

Преимущества

1. Чрезвычайно высокая точность диммирования, отсутствие смещения цвета во время диммирования и не влияет на срок службы светодиода.
2. Высокое качество ШИМ затемнения, без мерцания в широком диапазоне затемнения.

Недостатки

1. Если программа и оборудование ШИМ не соответствуют друг другу, схема возбуждения может легко вызвать низкий уровень шума при уменьшении яркости.

2. Если частота импульсов ШИМ очень низкая, свет в глазах человека будет мерцать. И если частота не высока, даже обычные цифровые фотоаппараты могут улавливать пульсации и стробоскопические явления.
3. Если частота ШИМ слишком высока, хотя она будет соответствовать стандарту без мерцания, но при этом диапазон яркости серого будет уменьшен, и при низкой яркости свет будет мерцать.

Небольшое резюме.

ШИМ является самым лучшим режимом регулировки яркости светодиодов в настоящее время. Однако во всем мире проблемой является повышение частоты ШИМ, не влияя на эффект диапазона серого цвета.

Для достижения превосходного эффекта затемнения требуется определенная техническая оснащенность. Используя технологию ШИМ, мы можем преодолеть эту проблему, создавая другой эффект освещения. В настоящее время минимальная глубина диммирования отдельных марок драйверов достигает 1%.

В 2016 году LTECH преодолел технически узкое место, достигнув глубины затемнения 0,1%, и стробоскопический индекс стал минимален. Это первая технология которая достигла уровня освобождения от высокочастотных сигналов.

LTECH и его технический прорыв: технология T-PWM Super Dimming

При фиксированной яркости воспринимаемая яркость человеческих глаз намного выше, чем измеренная яркость.

Из-за разницы между восприятием человеческих глаз и измеренной яркостью, когда человеческие глаза нуждаются в темной атмосфере, яркость должна быть намного ниже, чем измеренная яркость. Таким образом,техническая трудность диапазона затемнения, остается в области низкой яркости, к котороя наиболее чувствительны к человеческие глаза. В настоящее время драйверы режима уменьшения яркости ШИМ всех основных брендов имеют свои собственные схемы оптимизации, но не существует многих эффективных решений для достижения широкого дальность действия, высокая глубина и отсутствие мерцания.

По сравнению с предыдущими тремя методами диммирования, революционная технология LTEСH с улучшенным глубинным диммером T-PWM устранила все недостатки вышеуказанных методов диммирования и сохранила все преимущества. Кроме того, диммирование T-PWM также имеет следующие важные достижения:

• 0-100% затемнения в полном диапазоне, глубина затемнения светодиода <0,01%. (Точность амперметра не смогла измерить минимальное значение тока).
• Нет видимого мерцания в глазах человека или во время съемки и просмотра, что соответствует наивысшему стандарту профессионального стробоскопа и не влияет на здоровье человека.

Выберите уникальный программный алгоритм и аппаратное соответствие, визуальный опыт человека удобнее, низкая яркость и плавность.

Чтобы интуитивно чувствовать различные режимы диммирования, LTECH сравнивает режимы диммирования разных марок:

Диммирующий эффект блока питания LTECH

В будущем LTECH будет и впредь преодолевать технические трудности, стремиться к совершенству продукции и предлагать клиентам высококачественные источники питания с возможностью диммирования.