Czy przekroczenie maksymalnego prądu LED jest bezpieczne, gdy czas włączenia jest mniejszy niż 100%?

11

Czy w przypadku diody LED o wartości znamionowej 20 mA bezpiecznym jest PWM przy 40 mA o połowę krótszym czasie? Czy to sprawi, że będzie prawie tak jasny, jakby był stale zasilany prądem 20mA?

Uzupełnienie:

Dzięki Olin i tcrosley za odpowiedzi. Nie chciałem odwracać uwagi od pytania, dodając szczegóły tego, co robię, ale oto:

Pracuję z paskiem LED z http://www.environmentallights.com/LED-Strip-Light-Double-Density-4-Wire-Red-Green-Blue-by-the-5-meter-reel_P3846.aspx . Nie mają arkusza danych jako takiego. Myślę, że diody LED są połączone, jak pokazano na tym obrazie http://www.ladyada.net/wiki/_media/products/ledstrip/astripsch.png .

W oparciu o to, co ogólnie czytałem o diodach LED, 20 mA na kolor wydawało się bezpieczne. Przetestowałem to - przy użyciu 12 V, potencjometru i paska o długości 3 cali, czyli 3 diody LED w szeregu dla każdego koloru - przez krótki czas, kilka minut i 20 mA na kolor wydaje się działać dobrze, wystarczająco dobrą jasność i brak przegrzania lub zmiany intensywności koloru .

Będę pracował z paskami o długości do 2 stóp, czyli 160 mA na kolor i 480 mA, aby uzyskać biel. Mogę kontrolować do 10 pasm. To doda około 5Amps. Będę używał mikrokontrolera śmigła Parallax do flashowania pasków w różnych wzorach i kolorach. Użyje mosfetów do napędzania diod LED.

Myślałem o dostarczeniu około 200mA zamiast 160mA potrzebnego na kolor, ale wtedy PWM diody LED będą tak, że tylko jeden kolor będzie włączony na raz; przy częstotliwości 1 KHz. Aby uzyskać biel, każdy kolor będzie włączony przez jedną trzecią czasu, czyli 0,3 ms. W dowolnym momencie włączony jest tylko jeden kolor, pobierane jest tylko 200 mA. Wyobrażam sobie, że diody LED będą mniej jasne, mam nadzieję, że niewiele.

Tak więc dla 10 pasm zajmę się tylko 2A zamiast 5A.

Daj mi znać, jeśli to, co myślę, jest wyłączone.

Dzięki.

lyassa
źródło

Odpowiedzi:

13

Arkusz danych będzie zawierał te informacje. Niektóre diody LED, które mogą obsłużyć tylko ciągły prąd 20mA, są przeznaczone do bardzo krótkich impulsów o znacznie wyższym prądzie. Musisz określić częstotliwość PWM, aby móc znaleźć odpowiedź na to pytanie w arkuszu danych.

W przypadku jednego konkretnego produktu, diody LED CREE CLV1A RGB, można jeździć na czerwono przy 50 mA w sposób ciągły lub z impulsem 200 mA (szerokość impulsu ≤0,1 ms, obciążenie ≤1 / 10), a także niebieski i zielony przy połowie tego prądu. Wszystko to znajduje się w arkuszu danych. Można również zauważyć, że maleje zwrot, ponieważ względne natężenie światła w stosunku do prądu przewodzenia nie jest liniowe przy wysokich prądach.

Myślę, że nie powinieneś się martwić utratą jasności w wyniku napędzania diod LED przy 50% cyklu pracy przy maksymalnym ciągłym prądzie znamionowym. IIRC oko ma nieliniową odpowiedź na jasność i będą one wyglądać nieco jaśniej niż o połowę tak jasno, i nie zniszczysz swoich diod LED, jeśli zepsujesz PWM.

współpracownik
źródło
5

Jeśli napędzasz diodę LED z mikrokontrolera z wyjściem PWM i ustawiasz maksymalny prąd powyżej bezpiecznej ciągłej wartości roboczej, musisz upewnić się, że nie ma trybów awarii, w których PWM mógłby się zatrzymać przy włączonej diodzie LED. Widziałem to przy zmultipleksowanym, wielocyfrowym siedmiosegmentowym wyświetlaczu, w którym coś spowodowało awarię oprogramowania, a jedna cyfra pozostawała zbyt jasna, aż do awarii.

tcrosley
źródło
3
Istnieje wiele stosunkowo łatwych sposobów zaprojektowania obwodu, który zapobiegnie napędzaniu rzędu LED przy zbyt wysokim cyklu pracy. Z drugiej strony widziałem wiele wyświetlaczy, które wyglądają, jakby niektóre diody LED zostały zniszczone, gdy wiersz utknął. Z pewnością do każdego projektu, który chciałbym wyprodukować, z pewnością zawarłbym obwód „bezpieczny w razie awarii”.
supercat
3

Twoja specyfikacja „oceniona na” jest niejasna. Znamionowy do pracy ciągłej czy maksymalnego prądu impulsu?

To, czego szukasz, to maksymalny dopuszczalny prąd chwilowy. Znajduje się to w arkuszu danych wraz z maksymalnym średnim prądem. Dioda LED znamionowa dla średniego prądu 20 mA może najprawdopodobniej działać przy 40 mA przy 50% cyklu pracy, o ile częstotliwość jest wystarczająco szybka, prawdopodobnie kilka 100 Hz. Zwykle diody LED T1-3 / 4 mogą to przyjąć. Niektóre diody LED o wysokiej wydajności świecą tak blisko granicy, że ich maksymalny prąd impulsu i średni prąd ciągły są dość bliskie. Jak zawsze, oczywiście, przeczytaj arkusz danych .

Jasność diod LED jest prawie proporcjonalna do prądu, z tym wyjątkiem, że często występuje spadek w tej relacji przy wysokich prądach. Zwykle jest to małe, ale ponownie przeczytaj arkusz danych . Diody LED o wysokiej wydajności i wysokiej mocy mają tendencję do większego opadania, ponieważ ich zamierzony punkt działania znajduje się już nieco w tym regionie.

W każdym razie sprawność (ilość światła na wejściu zasilania elektrycznego) spada wraz z prądem, ponieważ napięcie na diodzie LED rośnie wraz z prądem. Nawet jeśli moc wyjściowa światła jest zawsze proporcjonalna do prądu, napięcie nieco wzrośnie wraz z prądem, a zatem moc wejściowa wzrasta wraz z prądem większym niż moc świetlna. W przypadku większości zwykłych diod LED 20 mA, 40 mA połowa czasu przy kilku 100 Hz jest w praktyce praktycznie taka sama jak ciągła 20 mA. Jest to mniej prawdziwe w przypadku diod LED o większej mocy i wyższej wydajności. Ponownie przeczytaj arkusz danych .

Olin Lathrop
źródło
1
Jest to przeciwieństwo tego, czego nauczył mnie mój profesor laserów. Wziął 20mA LED i włożył do niego wzmacniacze bez uszkodzeń. Impuls był BARDZO BARDZO niskim cyklem pracy, spowodowałoby to duże rozbłysk światła, a następnie długie ochłodzenie zamiast długiego powolnego cyklu ogrzewania, co pozwoliłoby systemowi pracować z wyższą wydajnością. Chciałbym przeprowadzić dalsze testy, aby to pokazać, ale nie mogę sobie pozwolić na zasilacze laserowe, których używał.
Kortuk
Wziął także diodę LED i zmienił jej kolor poprzez celowe przetężenie do punktu uszkodzenia. To było po prostu fajnie oglądać.
Kortuk
@Kortuk: Nie jestem pewien, co dokładnie robisz. Czy mówisz, że krótki impuls o wysokim natężeniu skutkuje większą ogólną wydajnością od energii elektrycznej do średniego światła niż prąd stały? Same straty rezystancyjne powinny zagwarantować, że to nieprawda. Większość arkuszy danych dla diod LED ukierunkowanych na wydajność lub wysoką moc świetlną pokazuje spadek światła / prądu przy wysokim prądzie. Z pewnością nigdy nie widziałem takiego, który pokazuje wyższe światło / prąd przy wysokim prądzie. Proste diody wskaźnikowe są przeznaczone do pracy na niskich poziomach, więc czasami pokazują linię prostą, ale nigdy nie rosnącą.
Olin Lathrop
Jako sposób na uzyskanie większej ilości światła z tańszej diody LED oraz na znaczne przekroczenie prądu. Myślę, że źle odczytałem twój drugi akapit, mój błąd.
Kortuk
1

Zrobiłem to w niektórych zmultipleksowanych układach diod LED o wysokiej wydajności (używanych jako wyświetlacz graficzny). ponieważ był to jedyny sposób na uzyskanie znamionowej mocy świetlnej z diod LED za pomocą multipleksera.

Użyłem 2A przy 0,5% cyklu pracy (diody LED były oceniane na 20mA).

Wyświetlacze działają prawie 24 godziny na dobę od 2007 roku ... więc z pewnością jest to zła praktyka, ale diody LED nie wydają się obchodzić ... :-)

Axeman
źródło
A co oni wyświetlają? :)
clabacchio
Teksty, prosta grafika czarno-biała (dobrze ... czarno-zielona). Nic szczególnego ... to coś w rodzaju naprawdę dużych wyświetlaczy telefonów Nokia w „starym stylu”.
Axeman