[indent]Светодиоды типа Люксоновских сверхмощных (на 1-5 Ватт потребляемой мощности) выделяют «много» тепла, если на них подавать постоянное напряжение. Слыхал, что тепловыделение можно сократить без уменьшения световой мощности, если светодиод будет работать в импульсном режиме. Т.е. если на него напряжение будет подаваться с некоторой «высокой» частотой. Вот хотелось бы узнать оптимальную частоту этих импульсов, чтобы максимально, при неизменной световой мощности сократить тепловыделение. А также хотелось бы знать какой формы должны быть импульсы, их длительность, промежутки между длительностью, максимумы и т.п.
Если говорить более конкретно, то вопрос стоит именно для Люксоновских светодиодов. Но, думаю, то же самое относится и для других типов аналогичных сверхярких светодиодов. Например, Пролайтовских. Склонен думать, что то же самое относится и вообще ко всем типам светодиодов. Т.е. думаю, что вопрос носит общий характер.
Как-то кто-то из продавцов Люксеоновских светодиодов мне прислал английском какие-то таблички по импульсной работе светодиодов (См. прикрепленный файл). И там вроде говорится, что кпд в импульсном режиме увеличивается. Потом почему-то ещё написано, что для уменьшения тепловыделения нужно, чтобы частота импульсов была не меньше килогерца. К сожалению, в этой присланной информации вроде нет подробностей того, как именно добиться наибольшего кпд Люксеоновского светодиода. Хотелось бы узнать подробности.

Например посмотреть www.supertex.com там есть все что надо.

Что-то в самом сайте не встретил указание на то, где лежит информация о способе уменьшения тепловой мощности без изменения световой мощности. Правда, пока, не качал pdf – файлы с подробным описанием по микросхемам – драйверам (прокачка слабая – отложил на завтрашнее утро, когда она хорошая). Но, боюсь, что там нужной информации быть не должно. Потому, что она носит общий характер для широкого класса светодиодов. И поэтому должна лежать в отдельном виде.
Вы уверены, что где-то на сайте лежат конкретные рекомендации по поводу того, как без изменения световой мощности уменьшить тепловую мощность светодиода? Или просто посоветовали сайт из общих соображений?

ну прямо бред какой-то... в прикреплёном файле вообщето рассказывается про регулирование яркости, а не тепловой отдачи светодиода. Тепловая отдача светодиода зависит только от потребляемой мощности, от которой напрямую зависит яркость, а яркость зависит от КПД, величина которого для конкретного светодиода вещь абсолютно постоянная (ну не может она зависеть от "хитрых" режимов!). А насчёт диммирования светодиодов в импульсном режиме, то тут всё довольно просто: таким способом мы повышаем КПД схемы управления, одновременно сохраняем спектральную характеристику излучения светодиода (у светодиодов длина волны излучения, т.е. цвет, зависит от приложенного тока).

А почему тогда там говорится «Advised Minimum PWM Frequency : 1kHz, to reduce temperature of LED». Я эту фразу понял так, что для уменьшения тепловыделения (путем роста КПД) частота импульсов должна быть не меньше килогерца.


Почитайте вот это:
Pulsing LEDs to make them look brighter?
http://members.misty.com/don/ledp.html
Operational Considerations for LED Lamps and Display Devices
http://literature.agilent.com/litweb/pdf/5091-9704E.pdf

Эти ссылки мне дали на мемране: http://forum.membrana.ru/forum/scitech.htm...0720#1052940720 .
И сказали, что
«Импульсное питание имеет смысл не для всех типов светодиодов.
Нынешние синие и белые светодиоды имеют максимальную эффективность при нормальном рабочем токе. Пульсирующее питание повышенным током для них скорее вредно.
Но есть красные и жёлто-зелёные светодиоды, у которых максимум световой эффективности приходится на ток, больший, чем максимально допустимый в постоянном режиме.»
Только вот там написано, что КПД синих светодиодов не увеличивается с увеличением тока, а даже наоборот понижается. Тогда как я слыхал, что для увеличения срока работы батареек, питающих синие, Люксеоновские светодиоды, используется импульсный режим. Когда создавал топик – был уверен, что это достигается за счет увеличения КПД светодиода в импульсном режиме. А сейчас засомневался. За счет чего в импульсном режиме увеличивается КПД схемы? На сколько процентов?

Отвечаю по-порядку:

1) документ вообщето называется "Dimming using pulse width modulation", т.е. "изменение яркости посредством широтно-импульсной модуляции" - для этого случая действительно температура светодиодов несколько уменьшится, но не настолько много, как может показаться. Т.е. Вам всё равно нужно будет думать над их охлаждением (особенно для 3-5 Вт светодиодов). А насчёт рекомендуемой частоты 1 кГц при регулировании яркости... хм... могу точно сказать, что светодиоды (ну или панель) будут весьма противно пищать на... 1 кГц, особенно если разделить светодиоды и схему упрвления

2) а по импульсному току для мощных светодиодов (3-5 Вт) тут не всё одназначно: теоретически в светодиод для сохранения яркости можно импульсами "вкачивать" больший ток (на этом основана динамическая индикация), при этом воспринимаемая яркость будет такой-же, как и при номинальном токе (это очень упрощенно). Однако для мощных светодиодов здесь есть одно "но" - максимальный импульсный ток у них жестко ограничен: для светодиодов 3 Вт (пролайт) - это 1А при номинальном 0,7А, у люксеонов примерно столько-же. Т.е. импульсами вкачивать ток при сохранении яркости уже особо не выйдет. Вторая "засада" - это срок службы светодиодов, который очень чуствителен как раз к импульсному току (точнее к его величине), т.е. чем выше импульсный ток, тем быстрее "стареет" и выходит из строя кристалл. Кстати, у светодиодов при старении заметно меняется спектральная характеристика (цвет).

3) КПД самого светодиода можно изменить только изменяя его структуру, материалы и т.п., т.е. при его проектрировании и производстве, а вот КПД источника питания и схемы управления совершенно другой разговор и к светодиодам уже никакого отношения не имеет. Ещё раз повторюсь: чудес на свете не бывает...



Ещё забыл уточнить: величина "максимального импульсного тока" (peak forward current) указана как раз та, выше которого кристалл начианет необратимо разрушаться.

На сколько уменьшится и почему?
Вы, вроде, говорили, что КПД светодиода не зависит от того, в пульсирующем ли режиме он будет работать или нет. А за счет чего тогда его температура уменьшится?


А какая нужна максимально высокая частота, чтобы не пищал? А если выше 1 Кгц – может пищать перестанет? Сколько тогда надо выше 1 Кгц сделать?

Сразу оговорюсь, что цифрами не владею, но с информацией как-то сталкиваться приходилось.
Эффект повышения яркости основан на свойстве человеческого глаза быстро воспринимать появление яркого света и помнить его в течении некоторого времени после прекращения свечения. Вспомните стробоскопический эффект на дискотеках, когда зрение не замечает пропадаение света и воспринимает картинку как дискретно изменяющуюся. Т.е. надо либо опытным путём (круги в глазах Вам тогда обеспечены :-) ), либо по медицинским данных выяснить инерционность восприятия яркости. Отсюда у вас будет минимальная частота, за период которой глаз не воспринимает пропадание источника света.
С другой стороны, у светодиодов есть инерционность на включение и зависимость яркости от протекающего тока. Причем выключается он гораздо быстрее, чем включается. Отсюда следует, что существуют частоты, на которых Вы уменьшите яркость, увеличив потребление; есть предел тока, выше которого эффективность его увеличения резко снижается.

Яркость при импульсной модуляции можно именно уменьшать. Если сохранять за счет увеличения импульса тока прежнее потребление по мощности, то яркость упадет, поскольку светоотдача светодиодов нелинейно зависит от тока,.
Мы проверяли диоды CREE, они светили в импульсном режиме двое суток при импульсе тока 2 А без видимой деградации, но скважность была 1:1000

Честно говоря на сколько уменьшиться температура я не знаю, почитайте повнимательнее у люксеонов, раз они это пишут. Сам работаю с пролайтами, у них ничего подобного не написано. На практике использовал частоту ШИМ'а 100 Гц при номинальном токе, но только для регулирования яркости (это к вопросу об отсутствии "пищания").

Насчёт падения яркости при импульсной модуляции тут не всё однозначно, яркость как раз не падает, а растёт в зависимости от тока (см. даташиты), однако при увеличении тока (как и при уменьшении!) меняется спектр излучения, что может давать эффект "уменьшения" яркости. Кстати, если уже речь зашла о падении яркости, то она падает только с увеличением температуры (опять-же см. даташиты) при сохранении номинального тока.

Я не точно сформулировал. Яркость не увеличится при условии поддержания среднего тока, равного постоянному току. А, впрочем, в ссылках все ясным английским языком изложено...

Вот это для меня новость! А я считал что они включаются и выключаются практически мгновенно примерно за те же времена что и лазеры при одинаковых токах. А ведь они вроде уже могут работать очень приличных частотах, вспомним про оптоволоконную связь Не подскажите, где про это написано?

Для меня это тоже было новостью. При эмиссии фотонов нет ни барьерной емкости, ни дрейфа неосновных носителей, словом - нечему тормозить процесс. Я отнес это сообщение на счет не поного владения вопросом со стороны товарища.
Сейчас, кстати, как раз проверяю видимую длительность вспышки светодиода. Заодно высчитаю быстродействие...

Да выдумывает товарисчъ про инерционность диодов. Я с год назад замерял длительность и фронты импульсов обычных зелёных светодиодов, купленных в первом попавшемся магазине. Измерения производились с помощью ФЭУ. При моих измерениях фронты импульсов света ограничивались не светодиодами, а генератором токовых импульсов. Реально по моим прикидкам простые светодиоды имеют фронты 10..20 (ну пусть даже 50) нс. А специальные быстродействующие (обычно ближнего ИК диапазона) меют фронты порядка наносекунды и даже чуть меньше.