การเต้น LED ที่กระแสสูงกว่าให้ความสว่างที่ชัดกว่าหรือไม่


48

คำถามนี้แสดงถึงสมมติฐานสองข้อ:

  1. ความถี่ของไดร์เวอร์ LED ที่มีสวิตช์เปิดนั้นสูงพอที่ควรจะใช้พลังงานเฉลี่ยไม่ใช่กำลังไฟฟ้าทันทีเพื่อพิจารณากระแสไดรฟ์สูงสุด
  2. ปัจจัย จำกัด ซึ่งกำหนดกระแสสูงสุดที่รอบการทำงานใด ๆ คือการกระจายพลังงานโดยเฉลี่ย

หลังจากสมมติฐานเหล่านี้เป็นที่ชัดเจนว่าปัจจุบันผ่าน LED ที่การกระจายพลังงานสูงสุดที่เกี่ยวข้องผกผันกับวงจรการปฏิบัติหน้าที่

ความสว่างที่เห็นได้ชัด (ไม่จำเป็นต้องมีความส่องสว่าง) เพิ่มขึ้นลดลงหรือไม่ได้รับผลกระทบจากการเต้น LED ที่สูงขึ้นในปัจจุบันและรอบการทำงานที่ต่ำลงหรือไม่?

ฉันไม่มี LEDs หรือทอพอโลยีเฉพาะในใจ แต่ยินดีต้อนรับการอ้างอิงถึงชิ้นส่วนจริงเอกสารข้อมูลหรือ appnotes ฉันยังอยากรู้ด้วยว่าสิ่งนี้แตกต่างกันอย่างไรระหว่างไฟ LED แสดงสถานะกำลังไฟต่ำ (เช่น, 20mA) และไฟ LED ส่องสว่างพลังงานสูงกำลังสูง


2
ฉันต้องการถามเรื่องนี้ด้วย! :-)
stevenvh

แน่นอนคุณทำ! คุณยังระบุคำถามในความคิดเห็นที่นี่ (หมายเหตุ: คำตอบและการสนทนานั้นเกี่ยวกับการขับด้วยสัญญาณแบบ 60 Hz AC ครึ่งทางฉันสนใจพัลซิ่ง DC ที่นี่มากขึ้น)
Kevin Vermeer

1
@ jsolarski: พัลส์ LED บางอย่างที่รอบการทำงานและความสว่างที่แตกต่างกันและ (โดยไม่บอกพวกเขาว่าอันไหน) ถามคนที่อันใดที่สว่างที่สุด?
Kevin Vermeer

5
@jsolarski - aka "การทดสอบตาบอด" แต่สำหรับการทดสอบนี้ฟังดูค่อนข้างตลก :-) ใน "การทดสอบตาบอดสองครั้ง" ผู้ทดสอบยังไม่รู้ว่าไฟ LED ดวงใดที่เธอเห็น แต่ไม่ใช่แม้แต่คนที่ใช้สวิตช์นั้น
stevenvh

1
@KevinVermeer รายการสำคัญสำหรับฉันที่นี่คือ "การเต้นสามารถอนุญาตให้ความสว่างสูงขึ้นด้วย MTBF เดียวกันได้หรือไม่" เวลาที่ฉันแนะนำเคล็ดลับนี้คือเมื่อคุณต้องการแสงเพิ่มเติมจาก LED ราคาถูกกว่า แต่ไม่ต้องการลดอายุการใช้งาน LED ของคุณ ฉันไม่เคยคิดเกี่ยวกับรายละเอียดด้านพลังงาน
Kortuk

คำตอบ:


26

ฉันเคยดูรายละเอียดนี้ในอดีตเมื่อฉันออกแบบไฟ LED พลังงานแสงอาทิตย์ที่ชาร์จไฟแล้วและโดยทั่วไปฉันสนใจไฟ LED

ประการแรกการรับรู้ของมนุษย์ที่พลังงานคงที่และพัลส์รอบการทำงานแบบผันแปร วัฏจักรหน้าที่ 10% จะส่งผลให้ปัจจุบัน 10 x ที่แรงดันไฟฟ้าเดียวกันนี้จะถือ ไฟ LED จริงจะมีแรงดันไปข้างหน้าค่อนข้างสูงเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น 10 เท่า แต่ไม่มากนัก การทดสอบที่ยุติธรรมน่าจะเป็น Ipeak x เวลาบน = คงที่

  • ในอดีตที่ผ่านมามันถูกกล่าวหาว่าการตอบสนองต่อสายตาของมนุษย์เป็นเช่นนั้นการเต้นของ LED ที่พลังงานคงที่ แต่ในรอบหน้าที่ต่ำส่งผลให้ความสว่างชัดเจนมากขึ้น AFAIR ข้อมูลอ้างอิงอยู่ในเอกสาร HP

  • ค่อนข้างเร็ว ๆ นี้ฉันได้อ่านสิ่งที่ตรงกันข้ามจากแหล่งข้อมูลที่เชื่อถือได้พอสมควร แต่ยังไม่ได้ลงทะเบียน

ฉันอาจจะพบเอกสารล่าสุด แต่ HP จะหายไปในเวลาอันรวดเร็ว อย่างไรก็ตามฉันเชื่อว่าผลกระทบใด ๆ ทางสรีรวิทยาอีเธอร์มีขนาดเล็ก เนื่องจากคุณต้องการการเปลี่ยนแปลงความสว่างของ LED 2: 1 เพื่อให้สังเกตได้เมื่อ LED แยกกัน (อย่างใดอย่างหนึ่ง แต่ไม่ใช่ทั้งสองอย่างด้วยกัน) ความแตกต่างเล็กน้อยจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้อย่างแน่นอน ในกรณีที่มีแสงจากไฟฉายส่องทางด้านข้างในฉากทั่วไปเพื่อให้สามารถทำการเปรียบเทียบโดยตรงคุณอาจต้องการความแตกต่างประมาณ 1.5: 1+ ก่อนที่จะเห็นความแตกต่าง - ซึ่งขึ้นอยู่กับผู้สังเกตการณ์ เมื่อมีการใช้ไฟสองดวงใน "การล้างผนัง" บนผนังที่ราบเรียบความแตกต่างด้านข้างที่ลดลงเหลือประมาณ 20% อาจมองเห็นได้

ประการที่สอง - ความสว่างที่เกิดขึ้นจริง

การใช้กระแสไฟฟ้าเฉลี่ยคงที่แสงเอาต์พุตรวมจะลดลงสำหรับการทำงานแบบพัลซิ่งและลดลงเพื่อเพิ่มรอบการทำงานที่ต่ำ! เอฟเฟกต์นั้นแย่ยิ่งกว่าสำหรับค่าเฉลี่ยพลังงานคงที่ !!

เอฟเฟกต์ทั้งสองนี้สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนโดยตรวจสอบแผ่นข้อมูลของ LED เป้าหมาย เอาต์พุตส่องสว่างต่อเส้นโค้งปัจจุบันอยู่ใกล้กับเส้นตรง แต่โค้งไปทางเอาต์พุตที่ลดลงต่อ mA เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น นั่นคือกระแสที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า อัตราผลตอบแทนที่ลดลงนี้จะเร่งความเร็วเมื่อการเพิ่มขึ้นในปัจจุบัน นั่นคือ LED ที่ทำงานต่ำกว่าค่าพิกัดปัจจุบันจะสร้างลูเมน / mA ได้ดีกว่าที่อัตราปัจจุบันที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นด้วย mA ที่ลดลง

ผลผลิต (ลูเมน) ต่อวัตต์ยิ่งแย่กว่าลูเมนต่อ mA เมื่อ mA เพิ่มขึ้น Vf ก็เพิ่มขึ้นดังนั้นผลิตภัณฑ์ Vf x I จะเพิ่มขึ้นในอัตราที่เร็วขึ้นต่อลูเมนมากกว่าที่ฉันทำ ดังนั้นอีกครั้งลูเมนสูงสุด / วัตต์จะทำได้ที่ mA ต่ำเมื่อเทียบกับ mA ที่ได้รับการจัดอันดับและประสิทธิภาพของลูเมน / วัตต์จะดีขึ้นเมื่อมีกระแสไฟฟ้าลดลง

เอฟเฟกต์ทั้งสองนี้สามารถเห็นได้ในกราฟต่อไปนี้

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ส่วนโค้งเหล่านี้มีไว้สำหรับ LED ที่น่าอัศจรรย์อย่างที่สุด Nichia NSPWR70CSS-K1 LED ที่กล่าวถึงด้านล่าง แม้ว่า LED นี้จะถูกจัดอันดับที่ 60 mA และแน่นอนสูงสุด 50 mA ต่อเนื่องสูงสุด Nichia ได้โปรดระบุว่ามันมีประสิทธิภาพสูงถึง 150 mA อายุยืน ณ ปัจจุบันนี้ "ไม่รับประกัน" นี่เป็นเรื่องเกี่ยวกับ <= 50 mA LED ที่มีประสิทธิภาพที่สุด หากใครรู้ว่ามี l / W ที่เหนือกว่าที่ 50 mA และอยู่ในช่วงราคาเดียวกันกรุณาแนะนำ!

ฉันใช้ LED ของ Nichia "Raijin" NSPWR70CSS-K1 ในหลายผลิตภัณฑ์ สิ่งนี้เริ่มต้นชีวิตในฐานะ LED 30 mA แต่ได้รับการอัปเดตเป็น 50 mA โดย Nichia หลังจากการทดสอบ (ด้วยอายุการใช้งานที่ลดลง 14,000 ชั่วโมง) ที่ 50 mA จะส่งประมาณ 120 l / W และที่ 20 mA ประมาณ 165 l / W ตัวเลขหลังทำให้เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดในโลกแห่งความเป็นจริงที่มีอยู่ถึงแม้ว่าข้อเสนอล่าสุดมีมากกว่าค่านี้ที่ต่ำกว่ากระแสนิยม

ปัจจัยที่ทำให้เกิดความยุ่งยากคือไฟ LED กำลังสูงที่ทันสมัยมักจะถูกจัดอันดับสำหรับค่า Iabsolute_max อาจสูงกว่า Imax_operating 20% นั่นคือไม่สามารถใช้งานได้ในโหมดพัลซิ่งที่รอบการทำงานน้อยกว่า 90% และค่าเฉลี่ยกระแสคงที่โดยไม่เกินกระแสสูงสุดที่กำหนดไว้ นี่ไม่ได้หมายความว่าพวกเขาไม่สามารถเต้นเป็นจังหวะได้หลายต่อหลายครั้งในกระแสสูงสุดต่อเนื่อง (ถามฉันว่าฉันรู้ :-)) เพียงแค่ว่าผู้ผลิตไม่รับรองผลลัพธ์ LED Raijin สว่างมากที่ 100 mA

กรณีพิเศษ.

พื้นที่หนึ่งที่การเต้นของกระแสสูงมากและรอบการทำงานต่ำอาจทำให้รู้สึกได้ว่ามีการจัดอันดับ LED สำหรับหน้าที่ประเภทนี้และเอาต์พุตการส่องสว่างทันที (ความสว่าง) มีความสำคัญมากกว่าความสว่างเฉลี่ย ตัวอย่างที่พบบ่อยคือในตัวควบคุมอินฟาเรด (IR) ซึ่งความสว่างของแต่ละชีพจรมีความสำคัญเมื่อตรวจพบพัลส์แต่ละตัวและระดับเฉลี่ยไม่เกี่ยวข้องในกรณีเช่นนี้อาจใช้พัลส์ 1 แอมป์บวก กระแสไฟฟ้าที่ จำกัด ในกรณีดังกล่าวอาจเป็นกระแสลวดหลอมรวม เอฟเฟกต์ของ LED die จะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง แต่ thi นั้นได้รับอนุญาตจากผู้ผลิตที่ระบุไว้ในสเปคและอายุการใช้งานโดยรวมที่ต่ำ (เช่นรีโมตควบคุมทีวีซึ่งใช้สำหรับ 0


การปรับปรุงความสว่างอย่างมีประสิทธิภาพของแหล่งกำเนิดแสงโดยใช้การมอดูเลตพัลส์และผลกระทบทางจิตของมันต่อสายตามนุษย์ EHIME มหาวิทยาลัย 2551

Enddolithอ้างถึงกระดาษที่อ้างว่าได้รับภาพที่แท้จริงอย่างมากภายใต้เงื่อนไขบางประการ ต่อไปนี้เป็นเวอร์ชันเต็มของกระดาษ Jinno Motomura ที่อ้างถึง
[ลิงค์อัปเดต 1/2559]

พวกเขาอ้างว่าได้รับลูเมนที่สูงถึง ~ 2: 1 จริง ๆ (เนื่องจากลูเมนเกี่ยวข้องกับการตอบสนองของตา) ในวัฏจักรหน้าที่ 5% แต่ถึงแม้ว่าจะได้รับการดูแลอย่างดีเยี่ยมพวกเขาได้รับความไม่แน่นอนที่สำคัญเมื่อแปลสิ่งนี้เป็นแอพพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริง

  • พวกเขาดูเหมือนจะให้ความสำคัญสูงมากกับเวลาที่เพิ่มขึ้นและลดลงอย่างรวดเร็ว พบกันเหล่านี้เมื่อให้ความสว่างฉากในโลกแห่งความจริงหรือไม่ และมีตัวอย่างที่เลือกไว้ว่ามันจะทำงานได้ดีกว่าคนอื่น ๆ ?

  • นี่คือการมอง LED โดยตรง (ด้วยสายตาที่เหลืออยู่?) และเปรียบเทียบความสว่างที่ชัดเจน นี่แปลว่าระดับแสงเข้าถึงผู้สังเกตการณ์ได้อย่างไรหลังจากการสะท้อนของฉาก

  • วิธีนี้จะใช้เมื่อไฟ LED ถูกใช้เพื่อส่องสว่างเป้าหมาย ระดับความส่องสว่างเฉลี่ยจากเป้าหมายเมื่อเปรียบเทียบกับการสังเกต LED โดยตรงจะส่งผลต่อผลลัพธ์หรือไม่ เท่าไหร่

  • เช่นสมัยใหม่ไฟ LED สีขาวมี Imax_max ~ = 110% ของ I_max_ อย่างต่อเนื่องและเนื่องจากลักษณะนี้ขึ้นอยู่กับวัฏจักรหน้าที่ ~ 5% สิ่งนี้มีความหมายสำหรับไฟ LED โลกที่คล้ายกันในอัตราร้อยละขนาดใหญ่ของการจัดอันดับปัจจุบัน?


2
@RusselMcMahon ในขณะที่คุณลดรอบการทำงานของคุณคุณสามารถเพิ่มกระแสของคุณได้เพราะจะมีเวลาน้อยลงในการให้ความร้อนส่งผลกระทบต่อการเตะฉันได้ทำสิ่งนี้ด้วยรอบการทำงานสั้นมากโดยใช้แหล่งจ่ายไฟเลเซอร์พัลซิ่งที่ 2kV V diode นี่เต้นแรงจนไม่สามารถบอกได้ ความสว่างของไดโอดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ อาจารย์ของฉันและฉันได้สร้างแหล่งจ่ายไฟที่มีรอบการทำงานสั้น ๆ และมีเพียงแรงดันเกินไดโอดเพียงเล็กน้อยจากแอมป์ปัจจุบันและทำให้ไดโอดปกติดูสว่างขึ้นและไฟ LED 1W ก็ประสบความสำเร็จเมื่อเป็น LED ราคาถูกเท่านั้น
Kortuk

2
มันจะน่าสนใจที่จะรู้ว่ากระแสไฟฟ้าจริง, แรงดันไฟฟ้า, ตัวเลขรอบการทำงานสำหรับพัลส์และ DC นั้นมีพลังงานสัมพัทธ์และการเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยของกระแสไฟฟ้าสามารถทำได้
รัสเซลแม็คมาฮอน

ฉันเชื่อว่าค่าเฉลี่ยในปัจจุบันกำลังเพิ่มขึ้น ฉันต้องการสร้างใหม่และตรวจสอบอย่างระมัดระวังในขณะนี้ ข้อดีและเป้าหมายคือแสงสว่างที่สูงขึ้น รอบการทำงานทำให้การสะสมความร้อนลดลงใน LED ดังนั้นคุณควรจะได้รับประสิทธิภาพที่สูงขึ้น แต่กราฟของคุณทำให้ฉันสงสัยตัวเอง
Kortuk

3
กราฟของฉันมากมายทำให้ฉันสงสัยในตัวเอง :-) ชีวิตมีแนวโน้มที่จะเป็นเช่นนั้น ยิ่งฉันรู้มากเท่าไหร่ฉันก็ยิ่งรู้น้อยเท่านั้น ตอนนี้ฉันรู้มากจนไม่รู้อะไรเลย ค่อนข้างอย่างไรก็ตาม
รัสเซลแม็คมาฮอน

เป็นเอกสาร HP Appnote 1113 หรือไม่ มีสำเนาของที่นี่แต่มันเกี่ยวกับการใช้กระแสพัลซิ่งเพื่อเพิ่มระยะการส่งสำหรับตัวปล่อยสัญญาณ IR ถ้าไม่เช่นนั้นhpmemory.orgน่าจะเป็นที่ที่เหมาะแก่การค้นหา คุณพบเอกสารที่ใหม่กว่านี้ไหม ขอบคุณ!
Kevin Vermeer

12

ดูเหมือนจะมีข้อมูลที่ผิดมากมายรอบ ๆ บริเวณนี้ บางคนบอกว่ามีเอฟเฟ็กต์ภาพที่เห็นว่าการเต้นของแสงนั้นสว่างกว่าระดับเฉลี่ย เท่าที่ฉันสามารถบอกได้มีความขัดแย้งเกี่ยวกับเรื่องนี้บ้าง แต่มันนำไปใช้กับการกระพริบที่ค่อนข้างช้าเพื่อให้การมองเห็นที่ติดตัวนำความสว่างระหว่างพัลส์ นี่คือช่วงของ Hz ไม่กี่ถึง 10 ต่ำของ Hz ฉันไม่แน่ใจว่ามีฉันทามติเกี่ยวกับว่าการรับรู้นี้เป็นความสว่างหรือว่าได้รับความสนใจมากขึ้นเท่านั้น

กระพริบเร็วเช่นนี้ที่แสงจะนิ่ง (ไม่กี่ 100 Hz) ดูเหมือนจะไม่เพิ่มความสว่างที่รับรู้ สิ่งที่คุณรับรู้คือความสว่างเฉลี่ย นั่นหมายความว่า LED กระพริบเร็วจะสว่างน้อยกว่าที่พลังงานเฉลี่ยเดียวกัน ความสว่างของไฟ LED เป็นสัดส่วนอย่างคร่าวๆกับกระแสไฟฟ้า แต่กระแสที่สูงขึ้นทำให้แรงดันไฟฟ้าตกไปข้างหน้ามากขึ้น 10mA ต่อเนื่องและ 20mA สำหรับ 50% ที่ 1 kHz จะดูใกล้เคียงกัน แต่หลังจะใช้พลังงานมากกว่าเนื่องจากแรงดันตกที่ 20mA จะสูงกว่าที่ 10mA

ความสว่างของไฟ LED ส่วนใหญ่เป็นสัดส่วนกับกระแส แต่ไม่สมบูรณ์ โดยทั่วไปแล้วกระแสไฟจะตกลงมาเล็กน้อย แต่สำหรับ LED ประเภทตัวบ่งชี้ส่วนใหญ่เอฟเฟกต์นี้มีขนาดเล็กจนไม่สามารถสังเกตเห็นได้ มนุษย์รับรู้ความเข้มของแสงเป็นลอการิทึม ปัจจัย 2 ดูเหมือนขั้นตอนเล็ก แต่ชัดเจนชัดเจน 10% เป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกตเห็นยกเว้นในการเปรียบเทียบโดยตรง

LED กำลังสูงที่ใช้สำหรับให้แสงสว่างกำลังเพิ่มขีด จำกัด ในวิธีที่ต่างกันและแสดงการตกหล่นมากขึ้นเมื่อใช้กระแสไฟที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพสูงสุดและความสว่างสูงสุดนั้นไม่เหมือนกัน ความแตกต่างนี้เพียงพอต่อความต้องการในการใช้งาน ที่นี่คุณจะต้องตรวจสอบแผ่นข้อมูล LED อย่างระมัดระวัง ไฟ LED ส่องสว่างพลังงานสูงมักจะมีตัวเลขเพื่อความสว่างซึ่งเป็นฟังก์ชั่นของกระแสไฟฟ้าและคุณจะเห็นหางนี้อยู่สูงขึ้นเล็กน้อย นอกจากนี้โปรดทราบว่าสำหรับ LED เหล่านั้นกระแสสูงสุดทันทีทันทีนั้นใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ยสูงสุดมากกว่าสำหรับไฟ LED แสดงสถานะขนาดเล็ก สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการจัดการอุณหภูมิและความร้อน


เราจะต้องเริ่มแบ่งช่องว่างคำตอบระหว่างเรา สิ่งนี้สามารถได้รับ :-) ที่ไม่มีประสิทธิภาพมาก การทำงานร่วมกันบางอย่าง แต่ยังทับซ้อนกันมากมาย (ตามที่คาดไว้)
รัสเซลแม็คมาฮอน

ผลที่ได้จะอยู่ในระดับที่จางมากเท่านั้น techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080407/150114 jstage.jst.go.jp/article/jlve/32/2/32_161/_article
endolith

1
นี่คือกระดาษเต็มรูปแบบของJinno Motomura ที่อ้างว่าเจ้ากำลังอ้างว่าได้รับลูเมนที่สูงถึง ~ 2: 1 จริง ๆ (เนื่องจากลูเมนเกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อตา) ในวัฏจักรหน้าที่ 5% แต่ถึงแม้ว่าจะได้รับการดูแลอย่างดีแล้วก็ตาม แปลสิ่งนี้เป็นแอปพลิเคชัน worl ที่แท้จริง
รัสเซลแม็คมาฮอน

7

ฉันได้เรียนรู้และเชื่อมั่นเสมอว่า LED ปัจจุบันเหนือเล็กน้อย (มักประมาณ 20mA สำหรับ LED ทั่วไป) จะทำให้ความส่องสว่างสูงขึ้น แต่น้อยกว่าสัดส่วนและมันไม่คุ้มกับกระแสที่จะทำเช่นนั้น หากเป็นกรณีนี้การเต้นจะไม่ทำให้คุณมีความสว่างมากขึ้น สมมติว่าไฟ LED มี 0.45mcd @ 10mA และ 0.9mcd @ 40mA พัลส์ที่ 40mA พร้อมวัฏจักรหน้าที่ 25% จะให้กระแสเฉลี่ย 10mA และความส่องสว่างเฉลี่ย 0.225mcd นั่นเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของความส่องสว่างที่เราได้รับที่ 10mA อย่างต่อเนื่อง
ฉันไม่ได้สร้างตัวเลขเหล่านี้ สามารถพบได้ในแผ่นข้อมูลของPanasonic LN222RPX :

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ฉันต้องการทำบันทึกสองที่นี่:

  1. ค่าครึ่งหนึ่งดูเหมือนจะแตกต่างกันมาก แต่คุณต้องจำไว้ว่าสายตาของเรารับรู้ความเข้มแสงที่เป็นลอการิทึม หากการเพิ่มความเข้มเป็นสองเท่าเป็นขั้นตอนที่ 1 ความแตกต่างระหว่างห้องที่มีแสงน้อย (10 ลักซ์) และแสงแดดจ้า (100 000 ลักซ์) เป็นเพียง 13 ขั้นตอน ขั้นตอนเดียวจะสังเกตเห็นได้น้อยกว่าตัวเลขที่แนะนำ
  2. นอกจากนี้ยังมีกราฟอื่น ๆ , กระแสไฟฟ้าไปข้างหน้าเทียบกับแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า เช่นเดียวกับไดโอดอื่น ๆ แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามกระแสที่เพิ่มขึ้น นั่นหมายความว่าการกระจายพลังงานใน LED จะเพิ่มขึ้นมากกว่าสัดส่วนกับกระแสที่เพิ่มขึ้น

หากเราหยุดที่นี่เราสามารถสรุปได้ว่ากระแสพัลซิ่งนั้นแย่กว่ากระแสต่อเนื่องความส่องสว่างฉลาดและทรงพลัง แต่!

Kevin มาพร้อมกับกราฟนี้จากแผ่นข้อมูล Kingbright :

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

เส้นโค้งนั่นด่าตรง! สำหรับ LED นี้ (และอื่น ๆ จาก Kingbright ที่ฉันตรวจสอบ) ความส่องสว่างนั้นเป็นเส้นตรงอย่างสมบูรณ์กับกระแสดังนั้นการเต้นจึงควรให้ผลลัพธ์เช่นเดียวกับกระแสต่อเนื่อง

ข้อสรุป
ไฟ LED ไม่ได้ทั้งหมดจะทำเท่ากัน ในขณะที่มันไม่ได้สร้างความแตกต่างไม่ว่าคุณจะพัลส์หรือไม่สำหรับไฟ LED บางจังหวะการเต้นอาจให้ประสิทธิภาพที่แย่กว่าสำหรับผู้อื่น อย่างไรก็ตามฉันไม่พบไฟ LED ที่ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเมื่อเต้นเป็นจังหวะ


3
ฉันคิดว่ามันไม่มากนักที่บาง LED มีความสว่างเชิงเส้นเป็นฟังก์ชั่นของกระแสในขณะที่คนอื่น ๆ มันก้อยที่กระแสสูง ฉันคิดว่าไฟ LED ทั้งหมดทำเช่นนี้ แต่สำหรับบางช่วงการทำงานปกติอยู่ในพื้นที่เชิงเส้นต่ำ ฉันคิดว่า Kingbright ทำให้มันเป็นเส้นตรงเพราะที่ 30mA ที่ LED เห็นการตกหล่นเล็กน้อย หากคุณสามารถเรียกใช้ที่กระแสสูงกว่าฉันแน่ใจว่าจะมีการตก แต่มีข้อ จำกัด อื่น ๆ เพื่อป้องกันไม่ให้คุณทำเช่นนั้นหรือมีแนวโน้มว่า Kingbright ไม่ต้องการรบกวนการระบุ
Olin Lathrop

@Olin - ฉันเห็นสิ่งที่คุณหมายถึง แต่สำหรับ Kingbright มันเป็นสัดส่วนโดยตรงอย่างสมบูรณ์แบบในช่วง DC เต็มรูปแบบ (30mA เป็นปัจจุบันสูงสุด DC แน่นอน) และพานาโซนิคไม่ได้แสดงให้เห็นแม้ในกระแสต่ำ
stevenvh

2
ฉันสงสัยว่า Kingbright ทำให้ข้อมูลง่ายขึ้น
Olin Lathrop

1
@Steven: ฉันเห็นด้วยกับวิธีการที่เอกสารข้อมูลควรจะเป็น อย่างไรก็ตามในช่วง 4 ปีที่ผ่านมาฉันมีโอกาสเฉพาะที่จะเจาะรูข้อมูลแผ่นข้อมูลจำนวนมากในเอเชียเพื่อพยายามพิจารณาว่าผลิตภัณฑ์นั้นเป็นที่ยอมรับหรือไม่และเอกสารข้อมูลนั้นมีความน่าเชื่อถือหรือไม่ ในหลายกรณีเอกสารข้อมูลทางเอเชียจากผู้อื่นนอกเหนือจากผู้เล่นชั้นนำที่ต้องสงสัย - โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับผลิตภัณฑ์ LED ฉันคาดหวังว่า Kingbright จะประพฤติตนดีกว่าเนื่องจากมีขนาดใหญ่พอสมควรและเป็นที่รู้จักกันดี แต่ฉันไม่มีข้อสงสัยใด ๆ เลยว่าแผ่นข้อมูลนั้นผิด ที่นี่มากกว่า "เราแค่ไม่สนใจ" มากกว่าการฉ้อโกงทันที
รัสเซลแม็คมาฮอน

2
"ตาของเรารับรู้ความเข้มของแสงลอการิทึม" ฉันเชื่อว่าความจริงข้อนี้เป็นสิ่งที่ทำให้เกิดความสับสนอย่างมากเกี่ยวกับความเข้มของไฟ LED ผู้คน PWM LED ที่พลังงาน 50% และสังเกตว่าไม่ได้ดูว่า "หรี่" กว่า 100% มากนักและคิดว่ามันคงเป็นเพราะการมองเห็นที่ยาวนาน
bt2

2

สมมติว่า LED เปิดอยู่เป็นระยะเวลาคงที่แล้วความสว่างจะแปรผันตามกระแสที่ไหลผ่านไดโอด (ไม่ว่าจะเป็นแบบเชิงเส้นหรือแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล) เพื่อประโยชน์ของการโต้แย้งนี้ให้เราสมมติมันเป็นแบบเส้นตรง (คุณต้องค้นหาแรงดันไฟฟ้าเทียบกับลักษณะปัจจุบันจากเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของผู้ผลิตเพื่อกำหนดว่ามันจะเป็นอย่างไรสำหรับช่วงปฏิบัติการเฉพาะของคุณ)

นอกจากนี้เพื่อเหตุผลของการโต้แย้งนี้ฉันจะสมมติว่าความถี่ PWM สูงพอที่คุณจะไม่สังเกตเห็นการสั่นไหวที่มองเห็นได้ในรอบการทำงานใด ๆ

นอกจากนี้คุณยังสามารถเปลี่ยนความสว่างของ LED ที่กระแสคงที่โดยเปลี่ยนแปลงรอบการทำงาน การลดรอบการทำงาน 50% เป็นการลดความสว่างลง 50% นอกจากนี้ยังหมายความว่า LED จะเปิดใช้งานเพียงครึ่งเวลาเท่านั้นและสมมติว่าแหล่งที่มา / แรงดันไฟฟ้าปัจจุบันของคุณไม่ได้รับผลกระทบจากการโหลด / การสลับกระแสไฟ LED เฉลี่ยที่ใช้ในช่วงเวลาที่กำหนดจะลดลงครึ่งหนึ่งโดยตรง

ความสว่างเพิ่มขึ้นลดลงหรือไม่ได้รับผลกระทบจากการเต้น LED ที่สูงขึ้นในปัจจุบันและรอบการทำงานที่ต่ำลงหรือไม่?

ทุกอย่างขึ้นอยู่กับว่ามีความขัดแย้งโดยธรรมชาติอยู่ที่นั่น ด้วยการเต้น LED ที่รอบการทำงานที่ต่ำกว่าคุณจะลดกระแสเฉลี่ยได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากคุณเพิ่งลดตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันของคุณเพื่อให้กระแสมากขึ้นและไม่ได้ปรับเปลี่ยนรอบการทำงานความสว่างจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของความสว่างจะเป็นฟังก์ชั่นของทั้งในปัจจุบันและในการเปลี่ยนรอบการทำงาน

คุณสามารถคำนวณความสว่างใหม่เป็น:

new_brightness = old_brightness * new_average_current / old_average_current

หรือในคำอื่น ๆ

new_brightness = old_brightness * (new_peak_current * new_PWM_duty_cycle) / (old_peak_current * old_PWM_duty_cycle)

เนื่องจากคุณกำลังลดรอบการทำงานของ PWM แต่เพิ่มกระแสใหม่PWM Duty Cycleควรน้อยกว่า 1 แต่มากกว่า 0 (โดยปริยายแปลงจากเปอร์เซ็นต์เป็นทศนิยม) และอัตราส่วนในปัจจุบันควรเป็นจำนวนบวกมากกว่า 1

ดังนั้นหากคุณลดรอบการทำงานลงครึ่งหนึ่ง แต่รักษาระดับกระแสเฉลี่ยเท่าเดิมความสว่างของคุณจะยังคงเหมือนเดิม (ด้วยค่าใช้จ่ายของการไหลของกระแสไฟที่สูงขึ้นในทันทีผ่าน LED ของคุณซึ่งอาจไม่เป็นที่ต้องการ)


1
"ความสว่างเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปัจจุบัน" เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่สำหรับ LED ทั้งหมดให้ดูกราฟแรกในคำตอบของฉัน
stevenvh

ฉันคิดว่ามันขึ้นอยู่กับการสร้างไดโอดหรือไม่และคุณสามารถประมาณภูมิภาคปฏิบัติการเป็นเส้นโค้งเชิงเส้นได้หรือไม่ (เนื่องจากไดโอดทั้งหมดเป็นอุปกรณ์อธิบายทางเทคนิค)
พัฒนา

@ ทำลาย: คุณกำลังสับสนกับแรงดันและกระแส ไดโอดเป็นเลขชี้กำลังเมื่อเกี่ยวข้องกับแรงดันและกระแส อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่เกี่ยวข้องกับความสว่างของ LED ที่เปลี่ยนไปตามฟังก์ชั่นของกระแสไฟฟ้า สำหรับกระแสขนาดเล็กเอาต์พุตแสงของ LED นั้นค่อนข้างเป็นเส้นตรงกับกระแส ที่กระแสสูงผลกระทบทุติยภูมิมีความสำคัญมากขึ้นและเพิ่มขึ้นในปัจจุบันทำให้เกิดความสว่างเพิ่มขึ้น
Olin Lathrop

@Olin Lathrop ถูกต้องฉันลืมเกี่ยวกับสมการของ Mr. Shockley
พัฒนา

1

การวิเคราะห์อัตนัยสมบูรณ์:

ในการพยายามที่จะเพิ่มเอาท์พุตของ LED อินฟราเรดที่ 38 kHz ฉันได้ทดลองกับ LED สีแดงที่มองเห็น 5 มม. ที่ได้รับคะแนน 3500 mcd, 1.85 V @ 20mA (3.7 mW) การสลับทำกับ 2N7000 MOSFET สองขนานพร้อมกับแรงดันเกตที่ 3.0 V

1 / Freq = on-time + off-time

ฉันเปลี่ยนเวลาให้ตรงตามเวลาจาก 10% เป็น 50% ในขณะที่ขับเคลื่อนครั้งแรกด้วย 3.3 V และ 5.0 V. ความสว่างที่สังเกตได้เพิ่มขึ้นทั้งการเพิ่มรอบการทำงานและแรงดันไฟฟ้า

มีการเพิ่มความสว่างที่เห็นได้ชัดเจนโดยใช้ MOSFET สองตัวเหนือการใช้หนึ่งตัวและเพิ่มอีกสองต้องการที่ 5.0 V เนื่องจากปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อใช้เพียงหนึ่งเดียว

การวัดแรงดันและกระแส LED ที่ความถี่และวัฏจักรหน้าที่นี้ไม่น่าเชื่อถือกับ DMM ของฉัน แต่ได้รับการอ่าน 1 โวลต์ที่ 120 มิลลิแอมป์ (240 มิลลิวัตต์) หนึ่งครั้งแม้ว่าจะใช้กับเกลือเม็ดใหญ่

ฉันรู้สึกสะดวกสบายในการใช้ไฟ LED เหล่านี้อย่างต่อเนื่องอย่างไม่หยุดยั้งที่ 5 โวลต์และรอบการทำงาน 40% ที่ 38 kHz ที่ 5 V และ 50% รอบการทำงานพวกเขาได้รับรสชาติที่น่าเบื่อเกินไปสำหรับการมีอายุยืนยาว


ปัญหาหลักคือถ้าคุณใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและรอบการทำงานที่สั้นลงดังนั้นคุณจึงส่งพลังงานเฉลี่ยแบบเดียวกันไปยัง LED มันจะสว่างขึ้นหรือยังคงเหมือนเดิมหรือไม่?
Kortuk

-2

ใช่. เมื่อ LED อยู่ไกลพอ (หรือภาพที่ปรากฎชัดเจน) ว่าความแปรปรวนอยู่ใกล้กับจุดรบกวนไม่ (และอย่าเป็นไรถ้าหากคุณมีโมเดลควอนตัมเชิงกลที่ยอดเยี่ยมในแผ่นข้อมูล!) ไม่มีใครถ่ายภาพของคุณด้วยแฟลช LED ของพวกเขา (เช่นกล้องวินเทจปี 2549 หรือใหม่กว่า)?


3
นี่เป็นคำตอบอย่างไร ฉันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าประโยคที่สองของคุณพยายามพูดอะไร อย่างน้อยก็เป็นภาษาอังกฤษ
Olin Lathrop
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.