¿Qué tan rápido puede un LED lograr su brillo completo con su voltaje y corriente nominal?
Necesito multiplexar los LED para hacer una pantalla matricial y he calculado que cada LED solo puede permanecer encendido durante 40 µs. Sin embargo, no sé si es suficiente tiempo para ver la luz LED.
Respuestas:
(1) Los tiempos de encendido del LED para los LED de fósforo están en el rango de 100'2 nanosegundos
(2) Los tiempos de encendido para los LED que no son de fósforo generalmente están en un rango de 10 nanosegundos si se manejan correctamente.
Corriente promedio = Peak_Current x time_on / (time_on + time_off)
Se supone que la corriente pico es "estable".
(3) Brillo cuando está multiplexado
= B_DC x time_on / ( time_on + time_off ) x k
Donde B_DC es el brillo cuando el LED funciona a esta corriente PICO cuando se usa CC yk = un factor relacionado con la pérdida de eficiencia con la corriente, el cambio de eficiencia con la temperatura de la matriz, etc.
Inicialmente k = 1 está lo suficientemente cerca.
o Brillo usando corriente promedio =
= B_100% x k at average current
(4) Los LED de fósforo modernos tienen una corriente máxima permitida de 20% a 100% más alta que la corriente de CC nominal.
es decir, no puede multiplexar de manera útil directamente los LED de fósforo modernos.
(5) ALGUNOS LED modernos PUEDEN permitir relaciones de corriente pico / corriente más altas, pero
debe consultar la hoja de datos en CADA caso.
(6) Hay una forma de multiplexar los LED para permitir corrientes multiplex de pico alto cuando los LEDS reales tienen relaciones de corriente nominal / pico bajas permitidas.
Se necesita más circuito y / o esfuerzo de diseño. Pocas personas hacen esto AFAIK
Hay varias implementaciones posibles, pero el método básico es multiplexar la energía (unidad de LED) a un depósito de energía y luego conducir el LED desde el depósito de energía de tal manera que la corriente del LED sea casi constante.
Un "almacén de energía" puede ser un condensador o un inductor, además de circuitos de soporte.
(a) Multiplexar en condensador a través del LED directamente. Ingrese la corriente promedio deseada. El LED se estabilizará al voltaje apropiado para la corriente promedio. Se pierde energía en el conductor debido a la inevitable pérdida de I ^ R.
El condensador debe ser lo suficientemente grande como para evitar que la corriente del LED aumente por encima del valor nominal durante los pulsos de recarga.
El condensador aumenta el tiempo de apagado al menos a algunos períodos de ciclo múltiple y probablemente de 5 a 10 períodos de ciclo múltiple, y tal vez mucho más tiempo a relaciones multiplex muy altas. El tiempo de encendido está bajo el control del diseño, pero generalmente también se reducirá a varios tiempos de ciclo mutiplex.
(b) Multiplexar, por ejemplo, en inductor en serie con LED a tierra. Diodo inverso de entrada a tierra. Esto es efectivamente un convertidor de dinero.
No importa cuánto tiempo encienda el LED, sino cuál es el ciclo de trabajo, es decir. cuánto tiempo está encendido en comparación con cuánto tiempo está apagado. El tiempo exacto de respuesta del LED depende del tipo (color) del LED, pero estos generalmente están en decenas o cientos de nanosegundos. Sus 40 µs son más que suficientes para encenderlo por completo, pero la luz visible promedio depende de cuánto tiempo se apaga después de eso.
La duración del LED es insignificante en comparación con los retrasos en los controladores y los efectos de la inductancia (ya sea la duración real o la necesidad de limitar activamente la duración para evitar que suene) en cables / trazas largas en conjuntos más grandes.
La visibilidad dependerá de qué porcentaje del tiempo se enciende el led. Si lo entiendo correctamente, el LED se iluminará de manera esencialmente instantánea a medida que se suministre corriente, por lo que el tiempo para encenderlo es el tiempo de borde ascendente de lo que esté utilizando para conducirlo. En cuanto al brillo y la visibilidad, realmente depende de cuántas ráfagas de 40 µs reciba cada led en un segundo. A medida que obtiene alrededor de 100Hz más o menos por led, se ve bastante sólido. Algunas personas dirán que más o menos es necesario, así que pruébelo usted mismo.
Si. La mayoría de los LED pueden alcanzar un brillo completo en menos de 40 us.
Los LED desnudos alcanzarán el brillo de su corriente mucho más rápido que 40 µs. Incluso los LED que reemiten luz a través de fósforos pueden manejar eso, como los LED blancos. Los LED desnudos se pueden usar fácilmente para la comunicación digital que excede un MHz (mucho más en algunos casos), por lo que esto no lo empuja.
Sin embargo, tienes un problema diferente. Digamos que el LED tiene una capacidad de 20 mA, y ese es el brillo efectivo que desea que tenga. Puede encender el LED durante 40 µs a 40 mA y luego apagarlo durante 40 µs para acercarse al mismo brillo, pero no puede seguir usando más corriente y menos tiempo. Cada LED también tendrá una especificación de corriente instantánea máxima, no solo una especificación de corriente promedio. Para algunos LED IR que generalmente están destinados a ser pulsados como parte de un esquema de comunicación digital, la relación de corriente constante a máxima puede ser tan alta como 10. Para la mayoría de los LED normales es menor que eso. Para los LED de iluminación de alta potencia está solo un poco por encima de 1.
Supongamos que su LED tiene una relación de corriente máxima a media de 10. Eso significa que necesita descubrir un esquema de multiplexación para que el LED esté encendido durante al menos 1/10 el tiempo que no podrá ejecutarlo a Brillo completo. De hecho, el brillo en función de la corriente disminuye un poco a altas corrientes, por lo que si está presionando los límites, la pulsación siempre será un poco menor que constante a la corriente máxima.