PWM là gì? Tại sao nó quan trọng với đèn pin

Đối với những người mới tìm hiểu về đèn pin LED, rất nhiều khái niệm mới lạ, trong đó PWM là một khái niệm khá khó hiểu mà ít người để ý. Bài viết lược dịch lại từ diễn đàn CPFs sẽ giải thích  về PWM một cách đơn giản, ít “kỹ thuật” nhất.

PWM là gì

PWM có nghĩa là Pulse Width Modulation, dịch sang tiếng Việt là “phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải”.

Hình 1 – dòng điệp trực tiếp, liên tục

Hình 2 – dòng điện chia thành xung, tổng  công suất chỉ còn 50%

Hình 3 – tổng công suất chỉ còn 25%

• Khi dòng điện chạy qua bóng LED, với điện áp là cố định, dòng điện là liên tục, bóng LED sẽ sáng ở mức sáng cao nhất (xem hình 1)
• Để cho bóng LED sáng ở mức thấp hơn, có hai cách:
  • Một là điều chỉnh dòng điện, cách này tốn kém và phức tạp
  • Hai là điều xung, cách này rẻ hơn, thay vì cho dòng điện chạy liên tục qua bóng LED, ta chia nó thành các xung ngắn, kết quả là lượng ánh sáng do bóng LED phát ra chỉ còn 50% (xem hình 2)
• Nếu muốn bóng LED phát ra 25% so với mức sáng max, thì xung của dòng điện vào sẽ như biểu đồ hình 3

Hình 4 – Tần số thấp, chất lượng chiếu sáng kém hơn

Hình 5 – Tần số cao gấp đôi, chất lượng chiếu sáng tốt hơn

Một cây đèn pin LED đắt tiền, cao cấp, có thể dùng phương pháp điều chỉnh dòng điện để điều chỉnh mức sáng. Tuy nhiên, nếu sử dụng phương pháp PWM để điều chỉnh mức sáng, đèn pin sẽ bị “nháy”. Với đèn rẻ tiền, tần số dưới 24 xung / giây, bạn sẽ cảm giác đèn bị nháy bằng mắt thường.

Hãy xem hình số 4 và số 5, tổng lượng sáng bóng LED phát ra là như nhau. Tuy nhiệt khác biệt ở chỗ, ở hình 4, tần số thấp, còn hình 5, tần số cao.

Hình 4, tần số thấp, chất lượng chiếu sáng kém, còn hình 5, tần số gấp đôi, chất lượng chiếu sáng tốt hơn

Sự khác biệt giữa đèn pin với tần số xung cao và đèn đểu với tần số xung thấp người thường khó mà nhận biết được. Nhưng đây là điểm lưu ý khi bạn chọn mua đèn, nếu muốn đèn xịn, hãy chọn thương hiệu tốt, tránh xa đèn “T6” hay “C5” noname  :).

Phát hiện PWM như thế nào?

Đèn với bộ điều xung kém sẽ gây ảnh hưởng như thế nào? Nếu cái đèn pin kém chất lượng, chiếu sáng lên bàn tay bạn đang vẫy, nó sẽ cho hình ảnh như hình 6 dưới đây.

Hình 6 – chụp ảnh bản tay được chiếu sáng bằng đèn pin

Vậy làm sao để phát hiện đèn có xung PWM cao hay thấp?

Đơn giản bật đèn pin lên, vẫy trước máy ảnh, đèn xịn sẽ cho vệt sáng liền mạch, đèn đểu với xung PWM kém hơn sẽ cho vệt sáng đứt quãng. Hãy để đèn ở mức sáng thấp nhất. Tiếp theo xem các ảnh mô tả các bước dưới đây

Bật đèn và cầm trên tay trước máy ảnh, để mức sáng thấp nhất, vẫy đèn và chụp ảnh lại

Nếu đèn LED điều chỉnh bằng dòng điện, vệt sáng sẽ liền mạch (đèn xịn)

Nếu đèn sử dụng PWM, chất lượng thấp, bạn sẽ có bức ảnh đứt nét

Nếu đèn sử dụng PWM, chất lượng cao, bạn sẽ có bức ảnh mịn hơn

Nếu zoom vào bức ảnh có PWM chất lương cao, bạn sẽ thấy nó khá mịn.

Vậy ý nghĩa của PWM là gì trong cuộc sống?

Hiện nay nhiều ứng dụng cho đèn LED, ví dụ cho ô tô. Đa phần các hãng đều dùng công nghệ PWM cho những bóng LED trang bị trên xe của mình. Và nếu bóng LED đó là bóng LED sau (đèn phanh) với PWM có tần số thấp, nó sẽ gây hiệu ứng “strobe”, làm mệt mỏi người lái xe phía sau. Với tôi, tôi buộc phải tăng tốc để vượt qua những chiếc ô tô đó. Nói chung, nếu ứng dụng PWM thì tần số cao cho chất lượng chiếu sáng tốt

Tại sao lại dùng PWM?

Vì dùng phương pháp điều chỉnh cường độ dòng điện đắt tiền. Tuy nhiên để có cây đèn pin LED chất lượng cao với giá thành hơp lý, nhà sản xuất cần cân bằng giữa chi phí sản xuất, nghiên cứu phát triển và mục tiêu thị trường chiếc đèn pin ngắm tới, nên họ sử dụng PWM kinh tế hơn.