PWM LED Ortalama Akım Parlaklığı Nasıl Yönetir?

PWM ile LED parlaklık kontrolünde ortalama akım nasıl hesaplanır?

LED için ortalama akım şu formülle bulunur: I_ort = I_tepe × D; burada D görev döngüsüdür (0–1 aralığında). Örnek: 20 mA maksimum akımlı bir LED, %50 görev döngüsünde ortalama 10 mA çeker; ısıl yük ve görünen parlaklık bu 10 mA'a karşılık gelir. İnsan gözü yaklaşık 200 Hz üzerindeki flaşlanmayı sürekli ışık olarak algılar; bu nedenle PWM frekansının en az 200 Hz üzerine çıkarılması göz yorgunluğunu önler. %100 görev döngüsünde çalışan 20 mA sabit akımla %50 görev döngüsünde çalışan 40 mA tepe akımlı LED aynı ortalama akımı paylaşır; ancak termal davranışları farklıdır.

Görev döngüsü, termal davranış ve LED ömrü arasındaki ilişki

Yüksek tepe akımı, LED jonksiyon sıcaklığını anlık olarak daha fazla yükseltir. %50 görev döngüsünde 40 mA tepe akımı; aynı ortalama akımı sunan %100 @ 20 mA'ya kıyasla jonksiyon sıcaklığında kısa süreli ani artışlar yaratır. Çoğu LED datasheetinde maksimum sürekli akım ve maksimum darbeli tepe akımı (pulse current) ayrı belirtilir; tepe değer çoğunlukla sürekli akımın üç ila beş katı olabilir. Bu sınırın aşılması LED ömrünü ciddi biçimde kısaltır. Termal yönetim açısından bakıldığında sürekli düşük akım; darbeli yüksek akımdan çoğunlukla daha güvenlidir.

Flaşlama frekansı seçimi: insan gözü, kamera ve PWM frekansı uyumu

100 Hz altındaki PWM frekansları görünür titreme (flicker) yaratır ve göz yorgunluğuna neden olabilir. Kamera kayıtlarında ise başka bir sorun öne çıkar: rolling shutter sensörlü akıllı telefon kameralarında 1000 Hz altındaki PWM, çerçevede yatay karanlık bantlar oluşturur. Bu nedenle fotoğrafçılık ortamlarında önerilen PWM frekansı 1000 Hz ve üzeridir. WS2812B gibi akıllı LED sürücüler dahili 400 Hz PWM kullanır; bu değer göz konforu için yeterli ancak bazı profesyonel çekim senaryoları için sınır düzeyindedir.