Tényleg azért vibrálnak a LED-ek, mert így nagyobb fényáramot lehet velük elérni?
Jó kérdés és nem teljesen alaptalan, de inkább egy félreértelmezett, leegyszerűsített gondolatmenet rejlik mögötte.
Mondhatnánk, hogy igen, de nem úgy, persze a gondolatmenetnek van némi műszaki alapja. A hatásfok növelése érdekében sok LED-meghajtó kapcsolóüzemű technológiát (pl. PWM vagy egyéb kapcsolt módokat) használ, és ennek valóban van néhány előnye:
1. Nagyobb frekvenciájú PWM meghajtás segíthet az átlagos fényáram növelésében
A LED-ek nem lineárisan viselkednek a feszültség és az áram függvényében. Ha rövid, nagyobb áramú impulzusokat kapnak magas frekvencián, akkor a csúcsfényáram nagyobb lehet, mint ha folyamatosan alacsonyabb egyenárammal hajtanánk meg őket.
Ez bizonyos LED-típusok esetében a hatásfokot is javíthatja (főleg foszforos fehér LED-eknél), mivel a hőtermelés másképp oszlik el az impulzusok között.
Ez az elv egyébként hasonló ahhoz, ahogyan egyes vaku LED-eket rövid időre túlhajtanak a fényképezőgépekben, hogy nagyobb fényáramot érjenek el anélkül, hogy a LED túlmelegedne.
2. LED-ek élettartama és nagyobb frekvenciájú vezérlés
A nagyobb frekvenciájú PWM meghajtás önmagában nem csökkenti a LED élettartamát, ha megfelelő paraméterekkel használják. Az viszont tény, hogy a LED-ek élettartama inkább az átlagos hőmérséklettől függ, nem pedig attól, hogy DC vagy PWM-meghajtást kapnak.
Ha a LED túl van vezérelve, a magasabb csúcsáram hosszú távon gyorsabb degradációhoz vezethet, különösen, ha nem megfelelő a hőelvezetés.
3. Stabilizált DC vs. Nagyobb frekvenciájú PWM
A stabilizált egyenáram (DC) mindig a legstabilabb és legjobb megoldás lenne, ha nincs helykorlát a tápegység számára. Azonban kapcsolóüzemű tápokkal (PWM, boost konverterek stb.) hatékonyabban lehet energiát átalakítani, és az olcsóbb, kisebb méretű meghajtó elektronikák emiatt gyakran PWM-alapúak.
Ha a PWM frekvencia nagyon magas (10 kHz felett), akkor az emberi szem nem érzékeli a vibrálást, és a hatásfok is kedvező lehet.
Tehát egy jól beállított, megfelelő frekvenciájú PWM meghajtás valóban kombinálhatja a nagyobb fényáramot, jó hatásfokot és megfelelő élettartamot, de ez nem egy általános szabály, hanem egy adott alkalmazástól függő optimalizáció kérdése.
Akkor a vibrálás tényleg a nagyobb fényáram miatt kell?
Nem kell – csak úgy olcsóbb 🙁 . A vibrálás fő oka általában:
- Alacsony PWM frekvencia (100 Hz – 500 Hz tartomány) → látható villódzás.
- Hálózati AC egyenirányítása után nem megfelelő szűrése → 100 Hz-es villogás.
- Olcsó meghajtók, amelyek nem használnak puffer kondenzátort → instabil áramellátás.
- Túlzottan agresszív PWM vezérlés alacsony fényerőnél → csíkozódás kamerával nézve.
Létezhet olyan kombináció, amely növeli a fényáramot és a hatásfokot, miközben az élettartam nem csökken? – Igen, ha megfelelő PWM frekvenciával és impulzusparaméterekkel történik a vezérlés.
Azért vibrálnak a LED-ek, mert nagyobb fényáramot akarnak kihozni belőlük? – Nem teljesen. A vibrálás inkább az olcsó, nem megfelelően szűrt vagy alacsony frekvenciájú meghajtás miatt van.
