PWM

Pulssisuhdehimmennys (PWM), yleinen himmennys mm. LED nauhoille

 

Tämä artikkeli on kirjoitettu vuonna 2013 ja se vaatii päivitystä mm. tuotekuvien osalta. Varsinainen asia ei ole muuttunut, mutta joidenkin tuotteiden malli on saattanut vähän muuttua. Tuoteluettelomme tuotekorttien kuvat ovat kuitenkin oikeat.

Sisältää aiheet:

  • Pulssisuhdehimmentimen (PWM) kytkentä, pienjännite (esim. akusta)
  • Pulssisuhdehimmentimen (PWM) kytkentä, 230 Vac
  • Pulssisuhdehimmennin kauko-ohjaimella
  • Yksi kauko-ohjain, monta pwm himmennintä
  • Tehonsyöttövahvistimen kytkentä
  • Kytkentä 1, yksi himmennin ja jännitelähde, paljon nauhaa.
  • Kytkentä 2, yksi himmennin ja monta jännitelähdettä, paljon nauhaa.
  • Tehonsyöttövahvistimen muita sovelluksia
  • Langaton pwm himmennyt tehonsyöttövahvistimella.

 

PULSSISUHDEHIMMENTIMEN (PWM) KYTKENTÄ

Pulssisuhdehimmentimen (PWM) toimintaperiaate on käyty läpi toisessa artikelissa. Näitä PWM himmentimiä voidaan säätää useilla eri ohjausmenetelmillä (esim: DALi, 1-10V, KNX, Joustava, RF, ZIGBEE, DMX JNE). Himmentimet soveltuvat himmentämään LED valonauhoja, alumiinisia LED listoja (esim VLWP100T) sekä useita korvauspolttimoitamme.

Pulssisuhdehimmennin kytketään LED valon syöttöjännitteeseen. Alla on kuva kytkennästä yksinkertaisemmillaan. PWM himmennintä käytettään eniten LED nauhojen (CV, constant voltage) kanssa.

Kuvassa kaksi LED nauhaa on kytketty PWM himentimeen. LED nauhojen käyttösähkö otetaan kuvassa akusta.

Jos käytössä on vain 230 Vac jännite, niin tarvitaan jännitelähde.

Kuvassa kaksi LED nauhaa on kytketty PWM himentimeen. Käyttösähkö alennetaan jännitelähteellä 230 Vac jännitteestä.

 

LED virtaohjaimen (CC) himmentäminen PWM himmentimellä. Tämä menetelmä ei sovellu läheskään kaikkien LED ohjainten himmentämiseen. Tuotekorteisamme mainitaan erikseen, jos LED ohjain soveltuu käytettäväksi PWM himmentimen kanssa. Toimii lähinnä pienjännitteellä toimivien LED vakiovirtaohjaimien kanssa.

Kuvassa PWM himmentimellä säädetään uppo- tai pinta-asennettavia LED valojen valovoimakkuutta. LED ohjaimen tulee toimia yhdessä PWM himmentimen kanssa, läheskään kaikki ohjaimet eivät toimi.

 

HUOM!
PWM himmentimissä on määritelty maksimi kuormitettavuus. Se ilmoitetaan joko tehona tai virtana. Kumpana tahansa se ilmoitetaan, se tarkoittaa samaa (teho = virta * jännite). Jos PWM himmentimen ohjausteho ei riitä, voidaan sitä kasvattaa käytänön tilanteissa rajattomasti ns. tehonsyöttövahvistimen avulla.

 

PULSSISUHDEHIMMENNIN KAUKO-OHJAIMELLA

Useissa pulssisuhdehimmentimissä on kauko-ohjain. Kauko-ohjaimella voidaan ohjata himmentimen kaikkia toimintoja ja mahdollisia pikavalintoja (eri himmennystasoja) ja mahdollisesti viivästettyä valojen sammutusta. Joissakin PWM himmentimissä on myös joitakin ohjelmia. PWM himmentimissä on yleensä myös muisti. Muistain ansiosta himmennin muistaa viimeisen asetetun himmennystason. Tällöin himmentimen syöttöjännitteeseen voidaan laittaa normaali mekaaninen (tai muu) valokytkin, joka ei ole yleensä pakollinen, mutta helpottaa käyttöä. Tällöin valojen kytkeminen on erittäin helppoa ja valot syttyvät aina halutulla voimakkuudella (viiimeksi valittu). Himmennystoiminnot taas voidaan ohjata kauko-ohjaimella. Kauko-ohjaimia on monen tyyppisiä ja osa on tarkoitettu kiinteään asennukseen. Tällöin himmennin voi sijaita piilossa rakenteissa ja sen kauko-ohjain voidaan sijoittaa ilman johdon vetoja haluttuun käyttöpaikkaan.

Periaatekuva. Kuvassa ei oteta kantaa käyttöjännitteisiin. Mikäli käytät 230 vac jännitettä, tarvitset myös jännitelähteen kytkentään. Sen voi asentaa valokytkimen jälkeen tai jopa sitä ennen.

 

Tälläisiä kauko-ohjattavia PWM himmentimiä löydät mm. 4MZ sarjasta sekä Joustava ohjausjärjestelmästä.

YKSI KAUKO-OHJAIN, MONTA ERILLISTÄ PWM HIMMENNINTÄ

Kauko-ohjain ja sen ohjaama himmennin paritetaan keskenään. Samassa tilassa voi siis olla useita samanlaisia kauko-ohjain/himmennin yhdistelmiä, ja ne toimivat toistaan riippumatta, jos niitä ei ole paritettu keskenään. Joskus on kuitenkin tarve tilanteeseen, jossa yksi kauko-ohjain pystyisi ohjaamaan monta eri himmennintä. Tällöin kauko-ohjain paritetaan usean himmentimen kanssa. Tämä seurauksena yhdellä kauko-ohjaimella annetu ohjaus säätää kaikkia kantomatkan sisällä olevia himmentimiä.

Kuvassa on kaksi erillistä nauhajärjestelmää. Ne voivat sijaita esimerkiksi huoneen eri puolilla, kummallekin on olemassa jo oma 230 Vac syöttöpiste. Yhdellä kauko-ohjaimella voidaan ohjata kumpaakin himmennintälangattomasti radion kautta. Tämän ansiosta johdotusta ei tarvitse muuttaa.

TEHONSYÖTTÖVAHVISTIMEN KYTKENTÄ.

Tehonsyöttövahvistinta tarvitaan, kun kytketään yhden PWM himmentimen (pulssisuhdehimmennin) taakse suurempi määrä LED nauhaa mitä himmennin tai yksi jännitelähde (teholähde) voi syöttää. Valoryhmä muodostuu yhden valokatkaisijan ja himmentimen taakse kytkettävistä valolähteistä. Valoryhmän kokoa rajoittaa normaalisti himmentimen maksimi viranantokyky (tehonkesto) sekä jännitelähteen maksimi syöttövirta (ja tehonantokyky). Käyttämällä tätä tehonsyöttövahvistinta, pääset tästä rajoituksesta eroon.

 

KYTKENTÄ 1: YKSI PWM HIMMENNIN, YKSI TEHOKAS JÄNNITELÄHDE JA PALJON NAUHAA.
Kun asennetaan paljon LED nauhaa, tulee himmentimen maksimi tehonkesto helposti vastaan.Tällöin tästä ongelmasta päästään eroon siten, että käytetään tarpeeksi monta tehovahvistinta. Yhden tehovahvistimen maksimi syöttövirta on tyypillisesti 10…12 A eli 12 V syöttöjännitteellä 144 W ja 24 V syöttöjänniteellä 288 W (12 A virralla). Ja näitä voidaan kytkeä “rajattomasti” yhden PWM himmentimen ohjaamaksi.

Tehonsyöttövahvistinta voidaan käyttää kaikkien vakiojännitettä (constant voltage, CV) antavien LED himmentimien kanssa. Vakiovirtaohjaimien kanssa tehonsyöttövahvistinta ei voida käyttää.

 

KYTKENTÄ 2: YKSI PWM HIMMENNIN, MONTA JÄNNITELÄHDETTÄ JA PALJON NAUHAA.
Tässä kytkennässä käytetään yhtä PWM himmennintä ja montaa jännitelähdettä. Jännitelähteet voidaan mysö hajasijoittaa eri paikkoihin tarpeen mukaan. Tällöin voidaan hyödyksi käyttää esim. valmiita 230 Vac sähkönsyöttöpisteitä ja alennetaan siirtohäviöitä.

TEHONSYÖTTÖVAHVISTIMEN MUITA SOVELLUKSIA

Tehonsyöttövahvistin toimii käytänössä PWM himmentimellä ohjattavana PWM himmentimenä. Tätä tietoa hyväksi käyttäen tehonsyöttövahvistinta voidaan käyttää monissa muissa eri sovelluksissa.

Usein on ongelmana, että kohdetta rakennettaessa tai saneerattaessa kohteeseen on jo vedetty rakenteiden sisään valmis ja niukka johdotus. Johdotus asennettaan yleensä 3×1,5 mm2 MMJ:llä. Käytänössä tällöin johdotus on tehty niin, että voidaan käyttää vain on/off kytkintä tai himmennykseen triac-tyyppistä säädintä. Tämä on erittäin huono vaihtoehto valon säätämiseen.

Joskus esim. keittiöissä valokytkimen ohjaama sähköjohto tulee aivan väärään paikkaan, esim. entiselle loisteputkelle tiskipöydän päällä. Käytänössä tähän kohtaan on hankala asentaa jännitelähde LED valoille, vaikka ei se aivan mahdoton ole. Parempi paikka LED valojen jännitelähteelle löytyy esim. maustekaapin takaa, liesituulettimen

Joskus esim. keittiöissä valokytkimen ohjaama sähköjohto tulee aivan väärään paikkaan, esim. entiselle loisteputkelle tiskipöydän päällä. Käytänössä tähän kohtaan on hankala asentaa jännitelähde LED valoille, vaikka ei se aivan mahdoton ole. Parempi paikka LED valojen jännitelähteelle löytyy esim. maustekaapin takaa, liesituulettimen poistoputken vaatimasta tilasta. Tilassa on paljon tilaa ja sähköt on jo valmiiksi vedetty liesituulettimelle.

LED valon vesitiivis jännitelähde voidaan kytkeä tähän samaan jännitesyöttön. Tällöin valojen säätö ja kytkentä hoidetaan radioteitse kauko-ohjaimella yllä olevan kytkennän mukaisesti. Tässä kytkennässä rajoittena on, että se soveltuu vain 12V järjestelmään, jota ei tehokkaissa LED nauhoissa suositella.

Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää 1-10V säädöllä toimivaa PWM himmennintä, esim. LTAV391 tai LTAV701. Tällöin voidaan käyttä käyttöjännitteenä myös 24 V jännitettä, joka on suositeltavampi LED nauhoille. Katso tuotteesta lisää artikkelista 1-10V SÄÄTIMET. Alla kuitenkin on esitetty tämä kytkentä.

 LED nauhan PWM himmentimen kauko-ohjaus langattomasti 1-10V säätimellä.