LEDは40 µsで完全な輝度を達成できますか?


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LEDは、定格電圧と定格電流で完全な明るさをどれだけ速く達成できますか?

マトリックス表示を行うには、LEDを多重化する必要があります。また、各LEDは40µsの間しかオンにできないと計算しました。しかし、LEDライトが表示されるのに十分な時間かどうかはわかりません。


いくつのLEDを点灯していますか?何でそれを運転していますか?
captncraig 2011

私はマイクロコントローラで1000個のLEDを駆動しています

回答:


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(1)蛍光体LEDのLEDオン時間は100'2ナノ秒の範囲にあります

(2)正しく駆動された場合、非蛍光LEDのターンオン時間は通常、数十ナノ秒の範囲です。

平均電流= Peak_Current x time_on /(time_on + time_off)
ピーク電流は「定常的」であると見なされます。

(3)多重化したときの明るさ

     = B_DC x time_on / ( time_on + time_off ) x k    

ここで、B_DCは、DCが使用されているときにLEDがこのPEAK電流で動作しているときの明るさであり、k =電流による効率の損失、ダイ温度による効率の変化などに関する係数です。
最初はk = 1で十分です。

または平均電流を使用した明るさ=

     = B_100% x k     at average current

(4)最新の蛍光体LEDは、定格DC電流よりも20%〜100%高い許容ピーク電流を持っています。
つまり、最新の蛍光体LEDを直接多重化することはできません。

(5)一部の最新のLEDは、より高いピーク/定格電流比を許可する場合がありますが、すべての場合でデータシートを確認する必要があり
ます。

(6)実際のLEDの許容ピーク/定格電流比が低い場合に、LEDを多重化して高いピーク多重電流を可能にする方法があります。
それはより多くの回路および/または設計努力を必要とします。これを行う人はほとんどいない

実装にはさまざまな方法がありますが、基本的な方法は、電力(LEDドライブ)をエネルギーストアに多重化し、LED電流がほぼ一定になるようにエネルギーストアからLEDを駆動することです。

「エネルギーストア」は、コンデンサーまたはインダクターと、サポート回路です。

(a)LED全体のコンデンサに直接多重化します。必要な平均電流を入力します。LEDは、平均電流に対して適切な電圧で安定します。不可避のI ^ R損失により、ドライバーのエネルギーが失われます。
コンデンサは、再充電パルス中にLED電流が定格値を超えないように十分大きくする必要があります。
コンデンサは、ターンオフ時間を少なくとも数回のマルチプレックスサイクル期間、おそらく5〜10回のマルチプレックスサイクル期間に増やし、非常に高いマルチプレックス率では、おそらくもっと長くなります。ターンオン時間は設計の制御下にありますが、通常は複数のマルチプレックスサイクル時間まで遅くなります。

(b)例えば、LEDと直列のインダクタに多重化して接地します。入力からグランドへの逆ダイオード。これは事実上降圧コンバータです。


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蛍光体LEDのターンオフ時間は、ドライバー回路に関係なく、ターンオン時間よりもかなり長いようです。この残光の原因は不明です。
モルテン

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LEDをどのくらい長くオンにするかだけでなく、デューティサイクルとは何でもかまいません。スイッチがオフになっている時間と比較して、スイッチがオンになっている時間。正確なLED応答時間はLEDの種類(色)によって異なりますが、通常は数十ナノ秒から数百ナノ秒です。あなたの40µsはそれを完全に照らすのに十分以上ですが、平均可視光はそれがその後どれだけオフにされるかによって異なります。


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より大きなアレイの長いワイヤー/トレースでは、ドライバーの遅延やインダクタンスの影響(実際の立ち上がり時間、またはリンギングを回避するために立ち上がり時間をアクティブに制限する必要がある)の影響と比較して、LED立ち上がり時間は重要ではありません。


クラップ、インダクタンスを忘れた。+1。

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可視性は、LEDが点灯している時間の割合の関数になります。私が正しく理解していれば、LEDは電流が供給されると本質的に瞬間的に点灯するので、点灯する時間は、それを駆動するために使用しているものの立ち上がりエッジ時間です。明るさと視認性に関する限り、それは実際に、各LEDが1秒間に取得する40µsバーストの数に依存します。100Hz前後になると、LEDはかなりしっかりしているように見えます。多かれ少なかれ必要だと言う人もいるので、自分で試してみてください。


1秒あたり約25バーストを取得します。視力の持続に対応します。

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はい。ほとんどのLEDは、40 uS未満で完全な輝度を実現できます。


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ベアLEDは、40 µsよりもはるかに速く電流の明るさに到達します。蛍光体を通して光を再放出するLEDでさえ、白色LEDのようにそれを扱うことができます。ベアLEDは、MHz(場合によってはそれ以上)を超えるデジタル通信に簡単に使用できるので、これはそれを押し上げていません。

ただし、別の問題があります。LEDの定格が20mAで、それがあなたが望む実効的な明るさだとしましょう。LEDを40 mAで40 µsオンにしてから40 µsオフにして同じ輝度に近づけることができますが、より多くの電流と短い時間を使用し続けることはできません。各LEDには、平均電流仕様だけでなく、最大瞬時電流仕様もあります。デジタル通信方式の一部としてパルスされることが一般的に意図されている一部のIR LEDの場合、定常電流と最大電流の比は10に達することがあります。ほとんどの通常のLEDの場合、それよりも小さくなります。高出力照明LEDの場合は、1を少し上回ります。

LEDの最大電流と平均電流の比率が10であるとしましょう。つまり、LEDを実行できない時間の少なくとも1/10の間、LEDがオンになるように多重化スキームを理解する必要があります。完全な明るさ。実際、電流の関数としての明るさは、高電流で少し落ちるので、限界を押している場合、脈動は常に最大電流での定常よりも少し低くなります。

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