He analizado esto con cierto detalle en el pasado mientras diseño luces con carga solar basadas en LED y, en general, estoy interesado en los LED.
En primer lugar, la percepción humana a potencia constante y pulsos de ciclo de trabajo variable. Un ciclo de trabajo del 10% supondría 10 veces la corriente al mismo voltaje para que esto se mantenga. Los LED reales tendrán voltajes directos algo más altos cuando la corriente se incremente en 10x, pero no en gran medida. Una prueba justa es probablemente Ipeak x time on = constant.
En el pasado distante se alegó que la respuesta del ojo humano era tal que los LED pulsantes a potencia constante pero a ciclos de trabajo bajos producían un mayor brillo aparente. AFAIR la referencia estaba en un documento de HP.
Recientemente he leído todo lo contrario de una fuente moderadamente autorizada pero no recordada.
Probablemente pueda encontrar el documento reciente, pero el HP se perderá en las brumas del tiempo. Sin embargo, creo que cualquier efecto fisiológico del éter es pequeño. Dado que necesita un cambio de 2: 1 en el brillo del LED para que sea notable cuando los LED se ven por separado (uno u otro pero no ambos juntos), las pequeñas diferencias ciertamente no serán notables. Donde, por ejemplo, dos linternas se iluminan una al lado de la otra en una escena general, de modo que se pueda hacer una comparación directa, es posible que necesite aproximadamente 1.5: 1+ diferencia antes de que la diferencia sea notable, esto depende en cierta medida del observador. Cuando se usan dos luces en el "lavado de paredes" en una pared lisa, pueden distinguirse diferencias de lado a lado de hasta aproximadamente el 20%.
En segundo lugar, brillo real.
¡Usando corriente media constante, la salida de luz total cae para la operación pulsada y es más baja para un ciclo de trabajo cada vez más bajo! ¡El efecto es aún peor para la potencia media constante!
Ambos efectos pueden verse claramente al examinar las hojas de datos de los LED de destino. Las curvas de salida luminosa por corriente están cerca de las líneas rectas pero se curvan hacia una salida decreciente por mA a medida que aumenta la corriente. es decir, duplicar la corriente no duplica la salida luminosa. Esta tasa de retorno decreciente se acelera a medida que aumenta la corriente. es decir, un LED que funciona muy por debajo de su corriente nominal produce más luz / mA que a la corriente nominal con una eficiencia creciente con una disminución de mA.
La salida (lumen) por vatio es incluso peor que el lumen por mA. A medida que aumenta el mA, Vf también aumenta, por lo que el producto Vf x I aumenta a una velocidad más rápida por lumen que solo yo. Entonces, una vez más, se alcanza el máximo lumen / vatio a baja mA en comparación con mA nominal y la eficiencia del lumen / vatio mejora con la disminución de la corriente.
Ambos efectos se pueden ver en los siguientes gráficos.
Estas curvas son para el totalmente maravilloso [tm] Nichia NSPWR70CSS-K1 LED mencionado a continuación. A pesar de que este LED tiene una potencia máxima de 60 mA y un máximo continuo de 50 mA, Nichia ha especificado amablemente su rendimiento de hasta 150 mA. La longevidad a estas corrientes "no está garantizada". Este es el LED más eficiente <= 50 mA disponible. Si alguien conoce a alguien con un nivel de potencia superior a 50 mA y en el mismo rango de precios, ¡por favor avise!
Uso el LED Nichia "Raijin" NSPWR70CSS-K1 en varios productos. Esto comenzó su vida como un LED de 30 mA, pero Nichia lo aumentó a 50 mA después de la prueba (con una vida útil reducida de 14,000 horas). A 50 mA entrega aproximadamente 120 l / W y a 20 mA aproximadamente 165 l / W. La última cifra lo coloca entre los mejores productos del mundo real disponibles, aunque las ofertas recientes ahora están excediendo este valor a corrientes muy por debajo de las clasificadas.
Un factor complicado es que los LED modernos de alta potencia a menudo están clasificados para valores de Iabsolute_max tal vez un 20% por encima de Imax_operating. es decir, no es posible operarlos en modo pulsado a menos de aproximadamente 90% del ciclo de trabajo y corriente media constante sin exceder sus corrientes máximas absolutas nominales. Esto no significa que no puedan ser pulsadas en muchas veces sus corrientes continuas máximas nominales (pregúnteme cómo lo sé :-)) solo que el fabricante no certifica los resultados. El LED Raijin es MUY brillante a 100 mA.
Caso especial.
Un área donde la pulsación a corrientes muy altas y ciclos de trabajo bajos puede tener sentido es donde el LED está clasificado para este tipo de trabajo y la salida luminosa instantánea (brillo) es más importante que el brillo medio. Un ejemplo comúnmente encontrado es en los controladores de infrarrojos (IR) donde el brillo de cada pulso individual es importante ya que se detectan pulsos individuales y el nivel medio es irrelevante. En tales casos, se pueden usar pulsos de 1 amp plus. La corriente limitante en tales casos puede ser la corriente de fusión del cable de enlace. El efecto en la matriz LED será un acortamiento de la vida útil, pero el fabricante lo permite (presumiblemente) en la especificación, y la vida útil total requerida generalmente es baja. (por ejemplo, un control remoto de TV que se usa para 0.
Mejora efectiva de la iluminancia de una fuente de luz mediante el uso de modulación de pulso y su efecto psicofísico en el ojo humano. Universidad EHIME 2008
Enddolith citó un artículo que afirmaba una ganancia visual verdadera sustancial bajo ciertas condiciones. Aquí hay una versión completa del documento de Jinno Motomura citado
[enlace actualizado 1/2016]
Afirman una ganancia de luz verdadera de hasta ~ 2: 1 (ya que los lúmenes se relacionan con la respuesta ocular) con un ciclo de trabajo del 5%, pero a pesar del gran cuidado que han tenido, existen algunas incertidumbres importantes al traducir esto a aplicaciones del mundo real.
Parecen poner un énfasis muy alto en los tiempos de subida y caída rápidos. ¿Se cumplen cuando se iluminan escenas del mundo real? ¿Importa? ¿y hay ejemplos seleccionados donde funcionará mejor que otros?
Esto está mirando directamente a los LED (¿con el buen ojo restante?) Y comparando el brillo aparente. ¿Cómo se traduce esto en niveles de luz que alcanzan al observador después de la reflexión de la escena?
¿Cómo se aplica esto cuando los LED se utilizan para iluminar objetivos? ¿Los niveles de luminancia promedio de un objetivo en comparación con la observación directa con LED van a afectar los resultados? ¿Por cuanto?
Como modernos, por ejemplo, los LED blancos tienen Imax_max ~ = 110% de I_max_ continuo, y como este efecto parece depender de ~ 5% del ciclo de trabajo, ¿esto tiene alguna implicación para los LED similares del mundo real con grandes porcentajes de corriente nominal?
