PWM LED sürmede neden görünmez bir akım sınırı tehlikesi vardır?
PWM karartmada LED, ON süresi boyunca maksimum anma akımıyla sürülür; görev döngüsünün düşürülmesi ortalama akımı azaltır ama tepe akımı sabit kalır. Örnek: 350 mA anma akımlı LED, %10 görev döngüsünde. Ortalama akım = 35 mA; termik hesap iyi görünür. Ancak her açılma darbesinde LED jonksiyon noktasında tam 350 mA akım akar; yüksek akım yoğunluğu elektromigrasyon ve bonding tel yorgunluğu açısından birikmeli stres yaratır. Bir kısım LED'in anma akımı üzerinde "maximum pulsed current" değeri datasheetinde ayrıca verilir ve bu değer genellikle sürekli akımın 2-5 katıdır; bu sınırın aşılmaması kritiktir.
Tepe akımın düşük ortalama akımdan daha zararlı olabileceği senaryolar
Çok düşük görev döngüleri (%1-5) ve çok yüksek tepe akımları (anma değerinin 5-10 katı) kombinasyonu tehlikeli bölge oluşturur. Her ne kadar termal ortalama güvenli sınırda kalsa da her darbe yüksek akım yoğunluğu altında LED kristalini strese sokar ve uzun vadeli verim düşüşüne yol açar. Fosfor tabanlı yüksek güçlü LED'lerde "droop effect" adı verilen olgu vardır: yüksek akım yoğunluğunda kuantum verimi düşer ve aynı ortalama ışıkla kıyaslandığında sürekli düşük akımlı sürüş çok daha iyi verim sağlar. Güvenli pratik kural: tepe akımı anma sürekli akımın iki katını geçmesin.
Analog karartma ve PWM karartma: ne zaman hangisi tercih edilir?
PWM karartmanın avantajı basitlik ve yüksek frekansta renk tutarlılığıdır; kurumsal aydınlatma gibi geniş ölçek uygulamalar için endüstri standardıdır. Analog karartma ise akım seviyesini doğrudan azaltır; titreme (flicker) sıfırdır. Dezavantajı: 10% nominal akımın altında bazı LED'lerde renk sıcaklığı kayması gözlenebilir (forward voltajı değişince fosfor uyarım dengesi bozulur). Hibrit yaklaşım optimize eder: %100-10% aralığında analog karartma ile rengi koruyun, %10-1% aralığında PWM ile çok düşük parlaklığa inin. Sinema kalitesi ve studio aydınlatması bu hibrit yöntemi benimsemiştir.
Yorumlar
Yorum Yap