Quanto velocemente un LED può raggiungere la sua piena luminosità con la sua tensione e corrente nominali?
Ho bisogno di fare il multiplexing dei LED per creare un display a matrice e ho calcolato che ogni LED può rimanere acceso solo per 40µs. Non so se sia abbastanza tempo per vedere la luce a LED.
Risposte:
(1) I tempi di accensione dei LED per i fosfori sono compresi nell'intervallo 100'2 di nanoseond
(2) I tempi di accensione per i LED senza fosforo sono in genere nell'intervallo di 10 nanosecondi se pilotati correttamente.
Corrente media = Peak_Current x time_on / (time_on + time_off) La
corrente di picco è considerata "costante".
(3) Luminosità in caso di mutiplex
= B_DC x time_on / ( time_on + time_off ) x k
Dove B_DC è la luminosità quando il LED viene azionato a questa corrente PEAK quando viene utilizzato DC e k = un fattore relativo alla perdita di efficienza con la corrente, al cambiamento di efficacia con la temperatura dello stampo ecc.
Inizialmente k = 1 è abbastanza vicino.
o Luminosità usando corrente media =
= B_100% x k at average current
(4) I moderni LED al fosforo hanno una corrente di picco consentita superiore del 20% al 100% rispetto alla corrente CC nominale.
cioè non è possibile utilizzare direttamente multiplex moderni moderni LED al fosforo.
(5) ALCUNI LED moderni POSSONO consentire rapporti di picco / corrente nominale più elevati, ma
è necessario controllare la scheda tecnica in OGNI caso.
(6) Esiste un modo per i LED multiplex per consentire correnti multiplex di picco elevate quando i LED effettivi hanno rapporti di picco / corrente nominale ammissibili bassi.
Richiede più circuiti e / o sforzi di progettazione. Poche persone fanno questo AFAIK
Esistono varie implementazioni possibili, ma il metodo di base è quello di alimentare multiplex (azionamento LED) verso un deposito di energia e quindi guidare il LED dal deposito di energia in modo tale che la corrente del LED sia quasi costante.
Un "deposito di energia" può essere un condensatore o un induttore, oltre a circuiti di supporto.
(a) Multiplex nel condensatore attraverso LED direttamente. Immettere la corrente media desiderata. Il LED si stabilizzerà alla tensione appropriata per la corrente media. L'energia viene persa nel conducente a causa dell'inevitabile perdita I ^ R.
Il condensatore deve essere abbastanza grande da impedire che la corrente del LED superi il valore nominale durante gli impulsi di ricarica.
Il condensatore aumenta il tempo di spegnimento ad almeno alcuni periodi di ciclo multiplex e probabilmente da 5 a 10 periodi di ciclo multiplex, e forse molto più a lungo con rapporti multiplex molto elevati. Il tempo di accensione è sotto il controllo del design, ma di solito viene rallentato a diversi tempi di ciclo mutiplex.
(b) Multiplex ad es. induttore in serie con LED a terra. Diodo inverso dall'ingresso alla terra. Questo è effettivamente un convertitore buck.
Non importa solo per quanto tempo si accende il LED, ma qual è il duty cycle, ad es. per quanto tempo è acceso rispetto a quanto tempo è spento. Il tempo esatto di risposta del LED dipende dal tipo di LED (colore) ma questi sono generalmente in decine o centinaia di nanosecondi. I 40 µs sono più che sufficienti per accenderlo completamente, ma la luce visibile media dipende da quanto tempo viene spenta dopo.
Il risetime del LED è insignificante rispetto ai ritardi nei driver e agli effetti dell'induttanza (o risetime reale o la necessità di limitare attivamente il risetime per evitare lo squillo) su cavi / tracce lunghi in array più grandi.
La visibilità dipenderà da quale percentuale del tempo è acceso il led. Se ho capito bene, il LED si accenderà essenzialmente istantaneamente quando viene fornita la corrente, quindi il tempo di accenderlo è il tempo del fronte di salita di qualsiasi cosa tu stia usando per guidarlo. Per quanto riguarda la luminosità e la visibilità, dipende davvero da quanti scoppi da 40 µs ogni led sta ricevendo in un secondo. Man mano che si arriva a circa 100Hz per led, sembra abbastanza solido. Alcune persone diranno che è necessario più o meno, quindi provalo tu stesso.
Sì. La maggior parte dei LED può raggiungere la piena luminosità in meno di 40 uS.
I LED nudi raggiungeranno la luminosità della sua corrente molto più velocemente di 40 µs. Anche i LED che emettono luce attraverso i fosfori possono gestirlo, come i LED bianchi. I LED nudi possono essere facilmente utilizzati per comunicazioni digitali superiori a un MHz (molto più in alcuni casi), quindi questo non lo sta spingendo.
Tuttavia, hai un problema diverso. Supponiamo che il LED abbia una potenza nominale di 20 mA e questa sia la luminosità effettiva che desideri. È possibile accendere il LED per 40 µs a 40 mA e poi spegnerlo per 40 µs per avvicinarsi alla stessa luminosità, ma non è possibile continuare a utilizzare più tempo corrente e più breve. Ogni LED avrà anche una specifica di corrente istantanea massima, non solo una specifica di corrente media. Per alcuni LED IR che generalmente devono essere pulsati come parte di uno schema di comunicazione digitale, il rapporto corrente costante / massima può essere alto come 10. Per la maggior parte dei LED ordinari è inferiore a quello. Per i LED di illuminazione ad alta potenza è solo leggermente superiore a 1.
Supponiamo che il tuo LED abbia un rapporto corrente massimo / medio di 10. Ciò significa che devi capire uno schema multiplexing in modo che il LED sia acceso per almeno 1/10 il tempo in cui non sarai in grado di eseguirlo piena luminosità. In effetti, la luminosità in funzione della corrente diminuisce un po 'a correnti elevate, quindi se stai spingendo i limiti pulsando sarà sempre un po' meno stabile alla massima corrente.