LEDに適切なPWM周波数を選択する方法は？

PWMでLEDの輝度を制御したい（BJTトランジスタ経由）。どの周波数のPWMを選択すればよいですか？

このような質問の場合、回答に興味がある人と同じ数の回答が得られるでしょう。私の答えは次のとおりです。

以下に、いくつかの制限要因を示します。最初に下限を示します。

• ビジョンの持続性：
  • 光源のちらつきに対する感受性は人によって異なります。100 Hzでさえちらつきに気付く人もいれば、10 Hzでさえちらつかない人もいます。
  • 目に対する光源の動きにより、フリッカーがより識別しやすくなり、動きの速度に応じてスケールアップします。
  • 低照度での人間の視覚感度-周囲および光源強度の両方。非常に低い強度では、目は強度の変化に対してはるかに敏感です。したがって、低デューティサイクル/低電流で動作し、暗い環境で動作するLEDには、より高い最小PWM周波数が必要です。

上限は次のとおりです。

• LEDターンオン特性：パルス幅がターンオン時間に近づくと、LEDを任意の高周波数で切り替えることはできません。LEDは実際には完全にオンになることはないため、PWM制御の線形性が失われます。 /短いパルス、最終的にはLEDが暗くなるか消灯します。
• PWMプロバイダーの機能：マイクロコントローラーには独自の最大PWMレートがあり、ハード制限を設定します。
• スイッチング損失：スイッチングシステム、MOSFETベース、BJTベースなど、スイッチングレートが増加すると、電力のスイッチング損失が発生します。ある時点で、これはスイッチングデバイスの加熱と照明の効率の両面で重要になります。

したがって、これらのパラメーター、および特定の要件に影響する他のパラメーターに応じて、正しい答えは50 Hzから数十KHzの範囲のどこかになります。

定常状態の周辺視力が低下する一方で、光が動いているとき、または周辺感度がちらつきに改善されて目が動いているときの、アプリケーションと人間の目のフリッカーに対する自然な感度に完全に依存します。

キャデラックは、LEDブレーキライトを導入した最初の車ではないにしても、その1つでした。

人々は、なぜ私たちの視界を通り過ぎて運転しているときにその車のブレーキライトがちらつくのでしょうか？ちらつきに敏感な発作で一部の人を非常に苛立たせ、「エピソード」を引き起こす可能性がありました。

私たちはハウスLEDを固定しているので、気にする必要はありませんが、一部の人にとっては何かがいらいらすることはわかっています。これは多くの場合、エンジニアが生物医学的反応についてあまり知らず、150 Hzは問題ないと考えているためです。これは、網膜周辺のフリッカーまたは動画像を検出するためにモーションアーティファクトが必要だからです。

私が提案する周波数の範囲は、静止状態で最小300 Hz、ちらつきのない移動で最小1 kHzです。業界では300 Hzのスラックがありますが、動くテールライトでは、このフリッカーレートで周辺の眼球運動のフリッカー感度が依然として存在します。

白色LED蛍光体は、TVチューブ蛍光体よりもはるかに速く応答します。

あなたが私の懸念を気にしないのであれば、低い頻度で他の人のアドバイスに従ってください。

私の経験を裏付ける参考文献を探しました。これはほんの一例です。 http://www.thenakedscientists.com/forum/index.php?topic=45126.0

低音域では上記の音に同意しますが、周波数スペクトルの高音域では、1k〜15kの範囲にいる場合に可聴スイッチングが聞こえることがあります。可聴範囲外に留まるか、PWM周波数で高音が聞こえる可能性があります。

私が見たように、LM555のPWM調光器のほとんどすべてには、0u1コンデンサと1k抵抗で形成された発振回路があります。これは、低幅と高幅でわずかな変動がある約2 kHzの何かを意味します。この周波数は、移動時にひどいちらつきが見られないようにするために十分なスイッチング速度を提供し、一方、幅が狭いLEDをオンにするのに十分遅いと思います。より高い周波数を試して、何が起こるかを確認したい（5 ... 10 kHz）

コンデンサをLEDに並列に配置すると、ちらつきを避けることができ、代わりにわずかな減衰波またはリップルを得ることができます。周波数が高いほど、また「オン」パルス幅が長いほど、最も安定した光が得られます。

周波数の選択は、1つのサイクルに絞り込める幅、またはいわば意図した調光解像度に依存するようになりました。