¿Por qué se usa PWM para controlar los LED incluso cuando solo se usan Encendido o Apagado?

Contrariamente a la intuición inicial, en realidad es aumentar el brillo.

Los LED pueden manejarse a una corriente constante, o pueden ser manejados con una corriente pulsada.

Con la corriente constante, debe limitar la corriente a un valor relativamente bajo; por ejemplo, muchos LED pequeños comunes están limitados a una corriente constante de, por ejemplo, 20 mA. Eso da un buen brillo para fines de indicación, pero no es tan bueno.

, cuando se accionan con una corriente pulsada, pueden manejarse con una corriente considerablemente mayor, tal vez de 5 a 10 veces más, o incluso más. Eso podría decirse de 100 mA para lo que normalmente sería un LED de 20 mA. Sin embargo, existen restricciones sobre lo que pueden ser los pulsos, por lo general con límites en la frecuencia y el ciclo de trabajo, tal vez solo un 1% de servicio.

El resultado final es que la corriente más alta aumenta el brillo percibido de los LED, ya que se emiten más fotones cuando están encendidos, pero a costa de algunos parpadeos, lo que solo se nota cuando los LED están en movimiento.

  

Un grupo de investigación en la Universidad de Ehime desarrolló un método de control por impulso para hacer que los LED se vean dos veces más brillantes al aprovechar las propiedades de cómo las personas perciben el brillo.

     

El grupo fue dirigido por Masafumi Jinno, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Escuela Superior de Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Ehime.

     

Cuando se aplica un voltaje de pulso de ciclo corto con una frecuencia de aproximadamente 60Hz a un LED con una relación de trabajo de aproximadamente el 5%, el LED se ve aproximadamente dos veces más brillante [sic] para los ojos humanos que el impulsado por un voltaje directo. dijo el grupo de investigación.

     

- Tecnología Nikkei - Percepción humana estudiada con brillo de LED doble

Por lo tanto, obtiene un brillo más percibido de los LED más pequeños y más baratos sin usar más corriente (a menudo menos actual) en promedio que si estuvieran en constante.

El informe anterior continúa explicando el efecto con más detalle:

  

Hay dos principios, el efecto Broca-Sulzer y el efecto Talbot-Plateau, involucrados en cómo los ojos humanos perciben el brillo. El efecto Broca-Sulzer se refiere a un fenómeno en el que la luz se ve varias veces más brillante al ojo de lo que realmente es cuando se expone a una chispa de luz, como el flash de una cámara.

     

Además, el efecto Talbot-Plateau es un principio en el que los ojos humanos ven destellos de forma repetida y perciben el brillo promedio de las luces repetidas. Hasta ahora, "se ha creído que, debido al efecto Talbot-Plateau, el brillo percibido por los ojos humanos no cambiaría incluso si un LED es impulsado por el pulso", dijo Jinno.

     

"El efecto Talbot-Plateau es un principio encontrado en los días en que se utilizaron lámparas de mercurio fluorescentes y otras fuentes de luz impulsadas por una fuente de alimentación con un ciclo de voltaje más largo de unos cientos de milisegundos", dijo Jinno.

     

Por lo tanto, el grupo decidió impulsar los LED utilizando una fuente de alimentación con un ciclo de voltaje más corto de alrededor de varios cientos de microsegundos. Como resultado, el grupo descubrió que, cuando se aplica un voltaje de pulso con una frecuencia de aproximadamente 60Hz a una relación de trabajo de aproximadamente el 5%, el impacto del efecto Broca-Sulzer se vuelve mayor que el del efecto Talbot-Plateau, de modo que La luz emitida por el LED se ve más brillante para los ojos humanos.

No digo esto, ES así como se hace, pero ciertamente es así como PODRÍA hacerlo:

Un coche tiene luces rojas en la parte trasera. El rojo se usa tanto para las luces traseras como para las luces de freno, ¿por qué duplicarlas?

Se duplican con bombillas incandescentes porque su intensidad solo puede controlarse controlando la resistencia de los filamentos. Es por eso que las bombillas de doble filamento son / se usaron comúnmente como bombillas combinadas de cola / freno.

Sin embargo, con los LED puede controlar fácilmente la intensidad con un circuito PWM. Los mismos LED rojos; ciclo de trabajo diferente y por lo tanto intensidad diferente.

Mira de nuevo las luces traseras parpadeantes que tienes delante: cuando se aplican los frenos, el parpadeo se detiene.

¡Es una muy buena pregunta! +1 Me he preguntado lo mismo. Incluso las luces LED de señal de otros dispositivos (disco duro, tacómetro del automóvil, lo que sea) que están encendidas o apagadas. ¿Por qué usar PWM en lugar de una resistencia barata?

Pensé que podría estar relacionado con una mejor eficiencia de LED, conduciéndola en sobrecorriente (corriente que es insostenible si es continua) con un ciclo de trabajo determinado. Pero esto es solo un supuesto al leer las hojas de datos de los controladores / leds de alimentación. Como se mencionó (pero creo que es por una razón diferente) aquí: ¿Por qué algunos circuitos LED con alimentación de CC parpadean?

Aún es oscura la respuesta de hacerlo incluso en el led SIN poder. Estos LED todavía tienen una resistencia en el interior que desarmé, por lo que no podría ser una razón económica. ¿Alguna respuesta?

Una posible respuesta se debe a la mejor percepción de parpadeo con una vista lateral. Tiendo a detectar mejor estas luces en lugar de las que no son PWM. Esto podría explicar por qué en mi automóvil (en Europa, no sé si los colores estándar son diferentes en los EE. UU.) Se señala que los faros sumergidos están activos con un LED verde, lento PWM atenuado (algunos milivatios) cerca del tacómetro. Y, debido a una mejor sensibilidad al azul de las varillas del ojo humano, los faros completos se señalizan con una luz azul (de todavía pocos mW) que no está modulada en PWM pero es visible cuando se mira a la calle sin mover el ojo. / p>

Editar: Si hay votos negativos, por favor diga por qué. Creo que hay un malentendido en la pregunta. Todos sabemos que los leds son atenuables, pero deben tener una razón muy precisa si se atenúan digitalmente incluso cuando la alimentación no es una preocupación (LED de señal) incluso en sistemas antiguos.

El parpadeo que observa no es exclusivo de las bombillas led. En primer lugar, las bombillas led, al menos las de señal no las de los faros, tienden a ser simples circuitos de resistencia de balasto. No son estables con el cambio de voltaje, al igual que las bombillas incandescentes.

En segundo lugar, los coches son ruidosos. El voltaje fluctúa dependiendo del estado del motor y del alternador. La próxima vez que esté en su automóvil por la noche, preste mucha atención a su tablero de instrumentos cuando esté inactivo, luego encienda el automóvil y note la ligera diferencia.

En mi coche, el ruido eléctrico, la ondulación es suficiente para que las bombillas, led e incandescentes, parpadeen notablemente. Eso es lo que estás viendo.