PWM là gì? Độ rộng xung ảnh hưởng đến đèn pin như thế nào?

Để có thể điều khiển, truyền tín hiệu cho công tắc điện tử các thiết bị, thường ứng dụng tín hiệu PWM. Vậy PWM là gì? độ rộng của xung PWM tác động thế nào khi điều khiển đèn pin? Bài viết sau đây sẽ cùng các bạn đi tìm câu trả lời nhé!

1. PWM là gì? 

PWM là gì? Xung PWM là cụm từ viết tắt của Pulse Width Modulation, là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải. Có thể hiểu cách khác thì đây là phương pháp điều chế dựa vào sự thay đổi về độ rộng của chuỗi xung vuông khiến cho điện áp ra bị thay đổi.
Các PWM khi biến đổi sẽ có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn dương hay sườn âm.

PWM có thể xuất phát từ một vi mạch kỹ thuật số (chẳng hạn là vi điều khiển, bộ định thời 555), có thể bất biến cao – thấp. Từ đó tạo ra các tín hiệu dưới dạng nhóm nhiều xung PWM ở dạng sóng vuông. Nếu xem xét xung tín hiệu 5V PWM, tức xung tín hiệu PWM ở đây sẽ là từ 0V (thấp) mức mặt đất cho đến 5V (cao).

PWM là gì? là một loại tín hiệu để điều chỉnh điện áp đầu ra.

Xung PWM cao thấp nhất khi nào? Khi mức tín hiệu xung PWM ở mức cao là để duy trì trạng thái “đúng giờ”, còn ngược lại, nó thấp nhất khi tín hiệu đang nằm trong “thời gian tắt”.

Vậy độ rộng xung là gì? 

Vì xung PWM luôn thay đổi dựa theo một tần suất, nhưng luôn có độ rộng là âm hoặc dương khác nhau. Chính vì điều này, để giúp kiểm soát, điều khiển dòng điện tải ra là ổn định, để kiểm soát tốc độ động cơ, sản lượng nhiệt của thiết bị, tiết kiệm năng lượng và giúp thiết bị vận hành êm hơn, người ta luôn ứng dụng các kỹ thuật điều khiển để điều chế độ rộng xung PWM này.

Hiện nay, với mọi thiết bị khi sản xuất đều đã được ứng dụng các kỹ thuật điều chế độ xung PWM trong bản thiết kế, cấu thành sản phẩm, cho phép người dùng sản phẩm có thể điều chỉnh thiết bị với nhiều tốc độ, chế độ khác nhau để phù hợp nhất với mục đích sử dụng.

Điều chế độ rộng xung PWM giúp thiết bị vận hành ổn định, tiết kiệm năng lượng.

2. Nguyên lý hoạt động của PWM ở đèn pin 

Có rất nhiều thiết bị điện ứng dụng điều chế độ rộng xung PWM để giảm điện áp, năng lượng cho thiết bị, như: quạt, điều hòa, máy nén, xe điện,… Và bao gồm cả dùng trong đèn pin. Vậy nguyên lý hoạt động ở đèn pin của xung PWM là gì?

PWM hoạt động chủ yếu theo nguyên tắc đóng/ngắt chu kỳ của nguồn tải ra, tức là khi thiết bị mở, van G mở, giải phóng toàn bộ điện áp tải ra tạo thành ứng dụng chiếu sáng, làm nóng,… của thiết bị. Còn khi thiết bị tắt, van G sẽ đóng, toàn bộ điện áp tải ra bị cắt ngay lập tức để ngừng lại sự vận hành của thiết bị.

Đèn pin khi hoạt động cần có nút điều khiển chế độ bật và tắt, và khi đèn bật, xung PWM tạo ra nhiều xung điện một chiều và thay đổi biến thiên trong suốt khoảng thời gian đèn hoạt động để kiểm soát dòng điện áp tải ra cho đèn pin. 

Thiết bị đèn pin càng sáng, thì tức là mỗi xung có độ rộng, thời gian biến thiên càng lâu dài. Nên hiện nay, các nhà sản xuất luôn ứng dụng mạch điều chỉnh độ sáng LED PWM cho các thiết bị đèn pin cao cấp, siêu sáng để tạo ra những ánh sáng tốt hơn, ổn định hơn để đáp ứng được mọi nhu cầu của người dùng sản phẩm.

Nguyên lý hoạt động của PWM là gì ở đèn pin.

3. Phân biệt đèn pin PWM thấp và cao 

Vì sao đèn pin có loại giá rẻ, có loại cao cấp, giá tiền chênh nhau đáng kể như vậy, ngoài chất liệu tạo thành đèn và những chế độ, tính năng ưu việt, thì sự khác biệt lớn nhất quyết định chất lượng của đèn pin, là đèn pin với tần số xung PWM cao sẽ có chất lượng hơn, sáng hơn, tiết kiệm năng lượng và bền bỉ hơn. 

Để phân biệt một mẫu đèn pin là có xung PWM cao hay thấp, thì bạn có thể tiến hành kiểm tra dễ dàng, vì hiện nay các nhà sản xuất đều dùng phương pháp điều chỉnh dòng điện để điều chỉnh mức sáng của đèn. 

Đèn pin có xung PWM cao, thường là dòng đèn LED đắt tiền, cao cấp, có mức sáng tốt, dù bạn bật / tắt liên tục, cũng không bị “nhấp nháy” có thể dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường.

Đèn pin có xung PWM cao thường là dòng đèn cao cấp.

Với đèn pin có xung PWM thấp, khi điều chỉnh mức sáng, bât/ tắt liên tục nhiều, tần số dưới 24 xung/giây, đèn pin sẽ bị “nhấp nháy”, dễ gây mỏi mắt khi nhìn, thậm chí đau nhức mắt, khó quan sát khi sử dụng.

Một cách khác giúp bạn phát hiện ra đèn pin có xung PWM cao hay thấp, là có thể đánh giá hình ảnh chuyển động của ánh sáng trong không gian. Cụ thể, bạn bật đèn pin lên ở mức sáng thấp nhất, sau đó vẫy tay trước ánh đèn và chụp lại bằng máy ảnh điện thoại và quan sát ánh sáng của đèn trong ảnh. 

Nếu đèn pin có mức xung PWM cao sẽ cho vệt sáng liền mạch, ngược lại, với đèn pin sử dụng xung PWM thấp sẽ thấy ánh sáng của đèn trong bức ảnh bị đứt nét, tạo thành nhiều vệt sáng nối tiếp nhau. 

Những đèn pin sử dụng xung PWM cao hơn sẽ sáng tốt hơn.

4. Ứng dụng của độ rộng xung PWM

Phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM giúp thiết bị tăng hiệu suất làm việc, ổn định dòng điện tải ra, nên hoạt định cũng ổn định hơn, hạn chế tình huống đốt cháy dòng điện, tiết kiệm năng lượng, …

Ứng dụng của xung PWM là gì? Bạn có thấy xung PWM có mặt ở rất nhiều thiết bị, đồ dụng trong cuộc sống như:

• Để kiểm soát công suất điện.

• Ứng dụng nhiều trong hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống điều chỉnh âm thanh, biến tần hiện đại.

• Bộ điều khiển quạt điện

• Bộ điều khiển quạt tản nhiệt có nhiều chế độ

• Hệ truyền động của máy nén VRF HVAC

• Mạch truyền động của động cơ xe điện, xe máy điện, xe đạp điện,…

• Bộ điều chỉnh độ sáng đèn pin, đèn led, đèn bàn chiếu sáng,…

• Bộ điều khiển điều hòa quạt mát

• Bộ điều khiển trong máy sưởi, tủ lạnh,…

Xung PWM được ứng dụng trong đèn pin siêu sáng.

5. Ưu nhược điểm của độ rộng xung 

Ưu điểm của đọ rộng xung PWM:

• Có giá thành rẻ, mọi nhà sản xuất đều có thể ứng dụng.

• Tiết kiệm nhiên liệu, năng lượng điện hơn.

• Tăng hiệu quả, hiệu suất làm việc cho thiết bị lên đến 90%.

• Rất dễ dàng tách và giải nhiễu sóng, xung điều khiển.

• Công suất xử lý tín hiệu điều khiển cũng cao hơn, có thể sử dụng tần số rất cao.

• Hạn chế tình trạng nhiễu tín hiệu điều khiển.

• Dễ dàng khi ồng bộ hóa giữa máy phát và máy thu tín hiệu từ thiết bị điều khiển, dễ điều chỉnh Biên độ và tần số độc lập.

• Giảm được đáng kể THD của dòng tải.

Nhược điểm:

• Tỏa nhiều nhiệt năng khi thiết bị vận hành.

• Gây ra nhiều tiếng ồn điện từ.

• Mạch biểu diễn phức tạp, đòi hỏi thợ lắp rắp, sản xuất tay nghề cao.

• Hệ thống yêu cầu một thiết bị bán dẫn có thời gian BẬT và TẮT thấp nên chúng rất đắt.

• Có thể gây tình trạng nhiễu tần số vô tuyến, thay đổi công suất tức thời.

• Băng thông phải lớn với thiết bị liên lạc để giao tiếp.

• Suy hao chuyển mạch cao do tần số PWM cao.

• Tăng giá thành hơn cho sản phẩm, thiết bị khi phân phối trên thị trường.

Lợi ích của xung PWM là gì? Độ rộng xung giúp đèn pin chiếu sáng tốt hơn.

6. Mạch driver dòng không đổi thay thế cho PWM

Mạch Driver là mạch điều khiển dòng không đổi và điện áp không đổi, được ứng dụng nhiều trong bộ nguồn đèn pin, đèn led, giúp chúng điều chỉnh năng lượng tốt hơn, sử dụng năng lượng hiệu quả, với lượng cần thiết để đảm bảo đèn hoạt động ổn định, an toàn và nhất quán.

Ngày nay, mạch driver dòng thay đổi thường dùng để thay thế có phương pháp điều chế độ rộng xung PWM ứng dụng trong đèn pin tại các trường hợp như:

• Đèn pin dòng cao cấp không dùng cơ chế điều chỉnh xung PWM, vì dùng xung PWM dễ điều chỉnh dòng điện giúp đèn sáng hơn, nhưng đồng thời nó cũng sẽ khiến đèn tỏa nhiều nhiệt năng hơn, đèn dễ bị nóng quá mức, từ đó dễ gây hỏng đèn, giảm tuổi thọ đèn.

• Đèn pin cao cấp dùng dòng không đổi để giữ ánh sáng đều, ổn định, không thay đổi, nên rất được các nhà sản xuất ưa chuộng để sản xuất đèn pin, đèn led công suất cao. Vì với nguồn dòng điện không đổi, dù điện áp thay đổi theo nhiệt độ, chế độ điều khiển thì dòng điện vẫn ổn định, duy trì mức công suất đó, ngăn chặn sự thoát nhiệt tối ưu và tăng tuổi thọ cho đèn pin hơn.

Mạch Driver giúp thiết bị đèn pin công suất cao ít tỏa nhiệt hơn.

7. Top 5 sản phẩm đèn pin không PWM tại Shadow Việt Nam 

Dưới đây là một số dòng đèn pin cao cấp không PWM có tại Shadow Việt Nam, bạn hãy xem thông tin chi tiết, tham khảo và có sự lựa chọn sản phẩm phù hợp nhé!

7.1. ACEBEAM L19 v2

Mẫu đèn pin ACEBEAM L19 V2 là phiên bản nâng cấp hoàn hảo hơn của mẫu ACEBEAM L19 ra mắt trước đó, thuộc dòng đèn pin đặc chủng chuyên dụng.

ACEBEAM L19 V2  được trang bị 1 bóng LED SFT40 ánh sáng TRẮNG,  độ sáng lên tới 2200 lumen, có thể chiếu xa 1083m

Sử dụng pin Li-ion ACEBEAM 21700 5100mAh có tích hợp cổng sạc đa năng phù hợp với đầu sạc USB-Type-C tiện dụng. 

Đèn có chức năng hiển thị dung lượng pin, khóa đèn, bảo vệ điện áp ngược, chống nước, chống va đập, …Các nút điều khiển bằng silicon siêu mềm, bấm êm, không gỉ. 

Giá bán của mẫu đèn pin ACEBEAM L19 V2 tại Shadow hiện nay là 2.500.000 đồng. 

Mẫu đèn pin ACEBEAM L19 V2.

7.2. KLARUS XT21X Pro

Đèn pin phản ứng nhanh KLARUS XT21X PRO là dòng đèn pin quân dụng chiếu sáng, được nâng cấp từ phiên bản XT21X nổi tiếng của hãng KLARUS. 

Đèn có nhiều chức năng nổi trội như: có hệ điều khiển 3 công tắc thế hệ 5 độc quyền, dễ sử dụng hơn, độ sáng tốt hơn - 4400 lumens, tầm chiếu xa 336m, có kháng lực, chống nước, chịu được sự thay đổi nhiệt độ tốt,… nên là sản phẩm không thể thiếu với bạn trong chuyến cắm trại, dã ngoại, thám hiểm rừng sắp tới.

Giá bán hiện tại của sản phẩm tại Shadow Việt Nam là 3.000.000 đồng. 

Đèn pin phản ứng nhanh KLARUS XT21X PRO.

7.3. FENIX E28R

Mẫu đèn pin Fenix E28R rất nhỏ gọn, dễ cấm nắm, cất giữ, lại có độ sáng cao - 1500 lumen, chiếu xa 200 mét với ánh đèn LED trắng mát Luminus SST40, …  nên là thiết bị rất được ưa chuộng. 

Chức năng của đèn rất đa dạng, có hỗ trợ sạc nhanh Type-C trên thân,  có hệ thống điều khiển đơn giản, dễ thao tác, có tuổi thọ trên 50.000 giờ, làm bằng chất liệu nhôm nhẹ bền, chống nước, chống va đập,...

Giá bán hiện tại của sản phẩm tại Shadow Việt Nam là 1.600.000 đồng. 

Mẫu đèn pin Fenix E28R.

7.4. OLIGHT Warrior Mini 2

Đèn pin Olight Warrior Mini 2 là cây đèn pin EDC chiến thuật ứng dụng thiết kế công tắc kép, lại có thiết kế vô cùng nhỏ gọn nhưng vẫn hiệu suất chiếu sáng tốt, có thể chiếu xa 220 mét với độ sáng 1.750 lumen. 

Chức năng của đèn có thể nói đến như: có 2 công tắc điều khiển trên thân và đuôi đèn, có sạc điện dạng nam châm, có cảm biến tiệm cận, có kẹp để dễ cất giữ, … là cây đèn pin nhỏ gọn, tiện lợi để mang theo bên người trong mọi trường hợp.

Giá bán hiện tại của sản phẩm tại Shadow Việt Nam là 2.200.000 đồng. 

Đèn pin Olight Warrior Mini 2.

7.5. IMALENT R30C

Đèn pin IMALENT R30C là mẫu đèn pin siêu sáng với kích thước nhỏ gọn, công suất chiếu sáng 9.000 lumens chiếu xa 560m, pin 4000mAH, rất phù hợp cho mọi người trang bị trước các chuyến đi cắm trại, tìm kiếm và cứu hộ, các hoạt động ngoài trời, sưu tập, ... 

Chức năng của đèn có nhiều nổi bật như: có đầy đủ các tính năng thông minh của một cây đèn cao cấp, có thấu kính cường lực phủ AR chống chói, sạc nhanh đầu USB Type-C, kích thước rất nhỏ,  độ sáng “siêu ấn tượng”,  khả năng chiếu sáng cả dưới sâu đáy biển, chịu được mọi điều kiện thời tiết, chịu va đập tốt,…

Giá bán hiện tại của sản phẩm tại Shadow Việt Nam là 3.000.000 đồng. 

Đèn pin siêu sáng IMALENT R30C.

Như vậy bạn đã hiểu xung PWM là gì, và hiểu độ rộng xung có tác động đến hiệu suất chiếu sáng của đèn pin như thế nào chưa? Nếu có nhu cầu mua đèn pin chiếu sáng cao cấp dân dụng, đặc chủng, chuyên dụng, hãy liên hệ ngay:

Công ty TNHH Công nghệ và Dịch vụ Shadow Việt Nam

Địa chỉ: Số 51A Phan Kế Bính, phường Cống Vị, quận Ba Đình, Hà Nội

SĐT: 0934.883.366

Xem thêm các bài viết về các thông số quan trọng của đèn pin:

• Chỉ số hoàn màu là gì? Đèn pin siêu sáng có độ hoàn màu khoảng bao nhiêu?
• Lux là gì? Cách tính độ rọi lux chuẩn xác.
• Lumen là gì? Bao nhiêu lumen là cần thiết cho đèn pin siêu sáng.
• Tìm hiểu: Đèn pin siêu sáng là gì?
• Tìm hiểu: Độ chói là gì?
• Nhiệt độ màu đèn pin là gì? Lựa chọn đèn pin có nhiệt độ màu phù hợp với nhu cầu.
• Tiêu chuẩn Ansi Plato FL1 là gì? Tiêu chuẩn này dùng để đánh giá đèn pin như thế nào?