LED moduliert bei Hochspannung -vs- konstant bei Niederspannung

Aus den Kommentaren:

In diesem Fall kommt es auf den Spitzendurchlassstrom an. In den meisten Dokumenten wird es mit einem Arbeitszyklus von 10 % bei 1 kHz gezeigt. Die Frage bleibt jedoch; Wenn ich eine LED mit PWM bei Spitzendurchlassstrom ansteuere, ist sie dann so effizient wie eine konstante LED mit derselben durchschnittlichen Wattzahl?

Aus deinem ursprünglichen Beitrag geht nicht hervor, dass du danach fragst. Es zeigt ein verwirrtes Denken in Ihrer Erwähnung der Verdoppelung der Spannung.

Quelle: Purdue Engineering .

Um Ihre Frage zu beantworten, müssen Sie sich die relative Lichtstärke gegenüber dem Durchlassstrom im Datenblatt ansehen. Wenn es linear ist, verwenden Sie PWM bei$n$mal Dauerbezugsstrom für$\frac {1}{n}$Einschaltdauer führt zur gleichen Lichtleistung.

Für die in Abb. 1 gezeigte LED gibt an, dass es zu einer gewissen Verringerung der Lichtleistung kommt, wenn der Strom wie im vorherigen Absatz beschrieben gepulst wird.

Überprüfen Sie die Datenblätter für die von Ihnen verwendeten Geräte.

Aktualisierung 1

Ein Artikel im LED-Magazin mit dem Titel „ Impulsbetriebene LEDs haben eine höhere scheinbare Helligkeit“ ist interessant zu lesen.

Laut einem Artikel von Naoshige Shimizu von Nikkei Electronics hat eine Forschungsgruppe an der Ehime University, Japan, eine Pulsantriebs-Steuerungsmethode entwickelt, um LEDs doppelt so hell erscheinen zu lassen, indem die Eigenschaften genutzt werden, wie Menschen Helligkeit wahrnehmen.

Wenn eine kurzzyklische Impulsspannung mit einer Frequenz von etwa 60 Hz bei einem Tastverhältnis von etwa 5 % an eine LED angelegt wird, erscheint die LED für das menschliche Auge im Vergleich zu einer LED, die mit einer Gleichspannung betrieben wird, etwa doppelt so hell Forschungsgruppe sagte.

Und weiter unten ...

Es gibt zwei Prinzipien, den Broca-Sulzer-Effekt und den Talbot-Plateau-Effekt, die daran beteiligt sind, wie das menschliche Auge Helligkeit wahrnimmt. Der Broca-Sulzer-Effekt bezieht sich auf ein Phänomen, bei dem Licht für das Auge um ein Vielfaches heller erscheint, als es tatsächlich ist, wenn es einem Lichtfunken wie einem Kamerablitz ausgesetzt wird.

Darüber hinaus ist der Talbot-Plateau-Effekt ein Prinzip, bei dem menschliche Augen wiederholt Blitze sehen und die durchschnittliche Helligkeit der wiederholten Lichter wahrnehmen. Bislang, so Jinno, gehe man davon aus, dass sich aufgrund des Talbot-Plateau-Effekts die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit auch bei einer gepulsten LED nicht ändern würde.

AKTUALISIEREN:

5. Dezember 2017

Was mich verblüfft ist, dass der Strom bei geringem Spannungsanstieg stark ansteigt.

Meine ursprüngliche Antwort betraf die Lichtstromunterschiede im Vergleich einer LED zur anderen.

Jetzt denke ich, dass Sie die LEDs nicht richtig ansteuern. Es hatte nie etwas mit dem PWM-Tastverhältnis zu tun. Die PWM und das Tastverhältnis senken nur den durchschnittlichen Strom.

Basierend auf dem, was Sie heute gesagt haben, scheinen Sie die LEDs mit einer Konstantspannungsquelle ohne Strombegrenzungswiderstand und nicht mit einem Konstantstromtreiber anzusteuern. Wenn Sie einen Konstantstromtreiber verwenden, würde eine höhere Spannung nur die Effizienz beeinträchtigen. Strom würde gleich bleiben.

Ein kleiner Anstieg der Spannung, selbst wenn ein Strombegrenzungswiderstand verwendet würde, würde der Strom nur proportional ansteigen. Wenn die LED direkt an die Spannungsversorgung angeschlossen ist, würde ein kleiner Spannungsanstieg über die Nenndurchlassspannung der LED wahrscheinlich die LED beschädigen. Der Strom würde dramatisch ansteigen, bis die LED durchbrannte.

Unter der Annahme, dass kein PWM-Dimmen vorhanden ist, sollten Sie einen 15-Ω-Widerstand zwischen der LED und einer 3,3-V-Versorgung verwenden. 100 Ω bei Verwendung einer 5-V-Versorgung. Jedes Mal, wenn Sie die Spannung ändern, müssen Sie den Widerstand ändern. Verwenden Sie einen Widerstandsrechner wie diesen, um den richtigen Widerstandswert zu erhalten: LED-Widerstandsrechner

Übrigens, in Bezug auf die Helligkeit, verwenden Sie ein Cree XP-G3 und Sie werden einen dramatischen Anstieg der Helligkeit bei gleichem Strom sehen. Wenn es sich um eine Farb-LED handelt, verwenden Sie ein OSRAM Olson SSL.

Große LEDs sind diesbezüglich ineffizient.

Es ist nicht die Größe, sondern die im Herstellungsprozess verwendete Technologie. Heute ist der gerade veröffentlichte Samsung LM301B mit 218 Lumen pro Watt führend in der Effizienz. Letzte Woche war es der Samsung LM561 @ 212 lm/W.

Bei weißen Hi-Power-LEDs mit 1-3 Watt ist der Cree XPG3 mit 185 Lumen pro Watt am effizientesten.

Auch die CoBs werden jetzt sehr effizient. Heute ist der 100 W Luminus Devices CXM CoB mit 176 Lumen pro Watt führend.

Widerstände verbrennen viel Wärme und begrenzen den Stromanstieg (daher ist eine viel höhere Spannung erforderlich, um den Strom durch die LED zu zwingen, als ohne Widerstand davor).

Nicht, wenn der Wert des Widerstands richtig gewählt ist. Mit engen Toleranzen bei der Versorgungsspannung können Sie leicht 99% erreichen.

Mit dem Auge scheinen die konstante und die übersteuerte PWM die gleiche Helligkeit pro Watt zu haben.

Äußerst zweifelhafter Gebrauch kann den Helligkeitsunterschied mit bloßem Auge unterscheiden. Sie benötigen ein gutes Spektrometer, um die Anzahl der Photonen zu messen.

Meine Theorie ist, dass die Verwendung einer höher bewerteten LED und der Betrieb mit einer durchschnittlich niedrigeren Wattzahl die Effizienz pro Watt erhöht;

Fast immer erreicht eine LED ihre höchste Effizienz, wenn sie mit oder unter ihrem "Teststrom" betrieben wird. Je höher Sie über seinen Teststrom gehen, desto weniger effizient wird er. Ich habe 5-Ampere-LEDs gesehen, die mit einem Prüfstrom von 1 Ampere bewertet wurden.

Ende des Updates

14. November 2017

Passe ich die Helligkeit von LED 1 mit der gleichen Wattzahl an?

Nicht unbedingt. Die Wattzahl ist nicht das richtige Kriterium.

LEDs werden nach ihrem emittierten Lichtstrom in Candela, Lumen, Photonen (µmol) und/oder Strahlungsleistung (mW) bei einem bestimmten Strom und einer bestimmten Temperatur bewertet.

Zum Beispiel gibt es viele 1-Watt-LEDs. Bei gleicher elektrischer Leistung (Vf x Strom) hat eine andere LED einen anderen emittierten Lichtstrom.

LEDs erzeugen sowohl abgestrahlten Fluss (Licht) als auch nicht abgestrahlten Fluss (Wärme). Die Summe dieser beiden Flussarten ergibt die elektrische Wattleistung.

Das Verhältnis von abgestrahltem Lichtstrom zu elektrischer Leistung ist die Effizienz der LED.

Der Durchlassstrom ist nur ein Faktor in der Wattzahl. Die Durchlassspannung ist die andere. Sie müssen beide Faktoren betrachten.

Alle LEDs haben einen Bereich (min typ max) des emittierten Lichtstroms bei einem bestimmten Strom.

Beim Vergleich von LEDs können Sie nicht nur den relativen Fluss gegenüber dem Strom betrachten, sondern auch die Durchlassspannung bei Zielstrom und -temperatur berücksichtigen.

Sie müssen sich auch bewusst sein, dass die relativen Flusskurven leuchtend (photometrisch) oder strahlend (radiometrisch) sein können.

Durchlassspannung und Temperatur

Vorwärtsstrom und Temperatur

Leuchtend und strahlend