LED: Soll ich den Strom mit einem Kondensator glätten?

Ein potenzielles Problem bei der Verwendung eines Kondensators zum "Glätten" einer PWM-Spannung für die LED besteht darin, dass die LED eine minimale Durchlassspannung hat, bevor sie sich einschaltet, die ausreicht, um sichtbar zu sein.

Seine Helligkeit wird nicht durch Spannung gesteuert, sondern durch Strom und die Einschaltdauer (dh das PWM-Tastverhältnis).

Der Kondensator könnte die "geglättete" PWM-Spannung unter die minimale Durchlassspannung reduzieren, sodass die LED nicht mehr sichtbar wäre , obwohl sie mit genau demselben PWM-Signal direkt (ohne Kondensator) sichtbar wäre.

Es würde also den Helligkeitsbereich verringern, über den die LED gesteuert werden kann.

AFAIK, der größere Killer von LEDs ist Wärme, die zu einem signifikanten Temperaturanstieg führt und nicht schaltet.

Normalerweise möchten wir eine LED mit einem konstanten Strom (oder etwas in der Nähe, z. B. einem Widerstand) betreiben, damit sie vor zu viel Hitze geschützt ist, die zu einem Temperaturanstieg und dauerhaften Schäden führt. Bearbeiten: Je nachdem, wie der Kondensator angeschlossen ist, kann ein Kondensator die Wirksamkeit der Konstantstromschaltung tatsächlich verringern.

Wäre es für die MTTF (mittlere Zeit bis zum Ausfall) besser, den Strom durch Hinzufügen eines Kondensators zu glätten?

Dies geschieht normalerweise mit einer Induktivität: -

Die Induktivität glättet den Strom in die LED. Beachten Sie auch, dass der durchschnittliche Strom durch den am Chip angebrachten Messwiderstand im Diagramm aufrechterhalten wird. Ein Kondensator wird den Strom in eine LED nicht glätten, es sei denn, es gibt eine Reihenkomponente wie einen Widerstand oder eine Induktivität.

Wenn Sie rohe PWM-Spannungen über eine LED legen, wird sie wahrscheinlich zerstört. Beachten Sie die LED-Spezifikation bezüglich Strom. Hier sind weitere Beispiele: -

Dieser verwendet keinen Induktor, sondern verlässt sich auf die Transistoranordnung, um den maximalen Strom in die LED zu regulieren: -

LED-Durchlasseigenschaften: -

Bei 2 V über dieser "typischen" LED beträgt der Durchlassstrom 20 mA. Mit nur 1,7 Volt angelegt gibt es kaum Strom und die LED wird sehr schwach sein. Wenn Sie 2,5 Volt angelegt haben, liegt der Strom außerhalb der Skala und die LED ist beschädigt. Aber einige LEDs sind für 1A ausgelegt, höre ich jemanden sagen, und das ist wahr, aber das Anlegen von ein paar zehn Millivolt mehr als dem empfohlenen Wert wird es trotzdem töten. Die LED-Helligkeit sollte immer stromgesteuert werden.

Es ist unnötig, den Strom zu glätten.

Wenn Sie mit einer schnelleren PWM-Rate arbeiten, als das Auge folgen kann, sind alle Wärmezykluseffekte vernachlässigbar. Das Glätten des Stroms kann zu einer sehr kleinen (aber nicht wahrnehmbaren) Erhöhung der Helligkeit führen, da der Emissionsgrad einer LED gegenüber dem Strom nicht perfekt linear ist, insbesondere bei höheren Strömen. Wenn Sie die PWM anpassen, um die Helligkeit zu steuern, ist es am besten, sie NICHT zu filtern, da a) die effektive Helligkeit nicht linear mit dem PWM-Arbeitszyklus ist und b) sich die LED-Farbe leicht mit dem Strom ändert, sodass Sie auch eine Farbverschiebung erhalten würden. Dies würde sich am deutlichsten bei weißen LEDs bemerkbar machen.

Fernseher und Displays, die LEDs verwenden, alle PWM ohne Filterung bei 50/60 Hz oder schneller.

LEDs haben einen gewissen internen Serienwiderstand, und die Gesamtleistungseffizienz wäre durch Filtern des Stroms höher, aber wenn Sie den Strom mit einem externen Widerstand oder einer Stromquelle regulieren, gibt es keinen Unterschied (gleicher durchschnittlicher Strom, der von der Versorgung verbraucht wird).

Wenn Sie eine einzelne LED (oder einen einzelnen String) von einem DC/DC-Wandler steuern, glättet der DC/DC den Strom trotzdem. Dies ist optimal für die Effizienz. Fernsehbildschirme verwenden DC/DC-Wandler, um eine ausreichende Spannung zu erzeugen, aber dann PWM des Stroms, um die Farb- und Helligkeitsgenauigkeit aufrechtzuerhalten.