Qual a velocidade com que um LED consegue o brilho total na tensão e corrente nominais?
Preciso fazer a multiplexação de LEDs para fazer uma exibição em matriz e calculei que cada LED só pode permanecer por 40µs. Não sei se isso é tempo suficiente para que a luz do LED seja vista.
Respostas:
(1) LEDs nos tempos dos LEDs de fósforo estão na faixa de 100'2 nanossegundos
(2) Os tempos de ativação dos LEDs sem fósforo estão normalmente na faixa de 10 s de nanossegundos, se acionados corretamente.
Corrente média = Peak_Current x time_on / (time_on + time_off) A
corrente de pico é considerada "estável".
(3) brilho quando mutiplexado
= B_DC x time_on / ( time_on + time_off ) x k
Onde B_DC é o brilho quando o LED é operado nesta corrente PEAK quando DC é usado e k = um fator relacionado à perda de eficiência com corrente, mudança de eficácia com a temperatura da matriz, etc.
Inicialmente k = 1 está próximo o suficiente.
ou Brilho usando corrente média =
= B_100% x k at average current
(4) Os LEDs de fósforo modernos têm uma corrente de pico permitida 20% a 100% maior que a corrente DC nominal.
ou seja, você não pode multiplexar utilmente os LEDs modernos de fósforo diretamente.
(5) ALGUNS LEDs modernos PODEM permitir taxas de pico / corrente mais altas, mas
você deve verificar a folha de dados em TODOS os casos.
(6) Existe uma maneira de multiplexar LEDs para permitir altas correntes de pico multiplex quando os LEDS reais têm baixas taxas de pico / corrente nominal permitidas.
É preciso mais circuito e / ou esforço de projeto. Poucas pessoas fazem isso AFAIK
Existem várias implementações possíveis, mas o método básico é multiplexar a energia (unidade de LED) para um armazenamento de energia e, em seguida, direcionar o LED do armazenamento de energia de forma que a corrente do LED seja constante.
Um "estoque de energia" pode ser um capacitor ou um indutor, além de circuitos de suporte.
(a) Multiplex no capacitor através do LED diretamente. Insira a corrente média desejada. O LED estabilizará na tensão apropriada para a corrente média. A energia é perdida no driver devido à inevitável perda de I ^ R.
O capacitor deve ser grande o suficiente para evitar que a corrente do LED suba acima do valor nominal durante os pulsos de recarga.
O capacitor aumenta o tempo de desligamento para pelo menos alguns períodos de ciclo multiplex e provavelmente 5 a 10 períodos de ciclo multiplex, e talvez muito mais em taxas multiplex muito altas. O tempo de ativação está sob o controle do projetado, mas geralmente também será reduzido para vários tempos de ciclo mutiplex.
(b) Multiplex em, por exemplo, indutor em série com LED no chão. Diodo reverso da entrada ao terra. Este é efetivamente um conversor buck.
Não importa apenas por quanto tempo você acende o LED, mas qual é o ciclo de serviço, por exemplo. quanto tempo está ligado em comparação com quanto tempo está desligado. O tempo exato de resposta do LED depende do tipo de LED (cor), mas geralmente é em dezenas ou centenas de nanossegundos. Seus 40µs são mais que suficientes para iluminá-lo completamente, mas a luz visível média depende de quanto tempo será desligada depois disso.
O tempo de espera do LED é insignificante em comparação com os atrasos nos drivers e os efeitos da indutância (tempo de espera real ou a necessidade de limitar ativamente o tempo de espera para evitar o toque) em fios / traços longos em matrizes maiores.
A visibilidade será uma função de qual porcentagem do tempo o led está aceso. Se bem entendi, o LED acenderá instantaneamente conforme a corrente é fornecida, portanto, o tempo para acendê-lo é o tempo de subida crescente do que você estiver usando para acioná-lo. Quanto ao brilho e à visibilidade, isso realmente depende de quantas rajadas de 40µs cada led está recebendo em um segundo. À medida que você gira em torno de 100Hz ou mais por led, parece bastante sólido. Algumas pessoas dirão que mais ou menos é necessário, então tente por si mesmo.
Sim. A maioria dos LEDs pode atingir brilho total em menos de 40 uS.
Os LEDs desencapados atingirão o brilho da corrente muito mais rápido que 40 µs. Até os LEDs que reemitem luz através de fósforos podem lidar com isso, como os LEDs brancos. Os LEDs desencapados podem ser usados rapidamente para comunicação digital superior a um MHz (muito mais em alguns casos), portanto, isso não é suficiente.
No entanto, você tem um problema diferente. Digamos que o LED esteja classificado para 20mA, e esse é o brilho efetivo que você deseja que ele tenha. Você pode acender o LED por 40 µs a 40 mA e depois apagar por 40 µs para se aproximar do mesmo brilho, mas não pode continuar usando mais tempo atual e mais curto. Cada LED também terá uma especificação de corrente instantânea máxima, não apenas uma especificação de corrente média. Para alguns LEDs de infravermelho que geralmente devem ser pulsados como parte de um esquema de comunicação digital, a taxa de corrente constante para máxima pode ser tão alta quanto 10. Para a maioria dos LEDs comuns, é menor que isso. Para LEDs de iluminação de alta potência, é apenas um pouco acima de 1.
Digamos que seu LED tenha uma taxa de corrente máxima para média de 10. Isso significa que você precisa descobrir um esquema de multiplexação para que o LED fique aceso por pelo menos 1/10 do tempo em que você não poderá executá-lo em brilho total. De fato, o brilho em função da corrente diminui um pouco em altas correntes; portanto, se você estiver pressionando os limites, a pulsação sempre será um pouco menor que constante na corrente máxima.