三留先生のパワーLED講座 第9回目 LEDパルス駆動について

 

エンジニアの皆さま こんにちは。 レボックス株式会社の三留です。

   前回 第8回は 定電流駆動回路として、

◎定電流ダイオードによる駆動
◎LM317などの電圧ICで駆動
◎LEDドライバをつかった駆動

などを  ご紹介しました。   今回はパルス駆動回路です。  
  ■ LEDパルス駆動(PWM駆動) ■ PWM(Pulse Width Modulation)   

LEDパルス駆動とは、LED点灯のON/OFFを繰り返して点灯する方法です。
    
メリットとしてON時間を可変することにより簡単に調光することができます。
 
速い周波数で点灯することにより 人の目には点滅しているようには見えません。
 
下記 回路E 一般的な LEDパルス駆動回路です。
 
   
パルス駆動回路.jpg  
  
  
■波形確認方法   @Aポイントにオシロスコープのプローブを取り付ける。 Aパルス発生器を@とAにつないでFETにクロックを加える。 Bパルス発生器のDUTYを変化させて明るさの可変を試す。 C周波数を変えてどこまで周波数を下げれるか確認する。     パルス駆動2.jpg 
  
<< LEDパルス駆動 まとめ >> 
  
◆ パルス駆動とは
  
LEDをON/OFFを速い周波数で繰り返すことにより、 残像を利用して点灯しているように見せる。      ◆ メリット
  
ON時間を可変することにより、擬似的に見た目の明るさを
変えることができる。
       ◆ デメリット
  
カメラ用の光源として使う場合は、点滅が画像にでてしまう。     
カメラでみる場合などは、この点滅が見えてしまうことがあり
カメラを使う画像処理などの用途には あまり向きません。
 
 
カメラの用途でもPWMで点灯させる方式もありますが、
周波数が500KHzで点滅させるなどしており
一般用途には少し使いづらいかもしれません。
 
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☆☆ LEDをバックライトに使った市場が昨年辺りは盛んでした ☆☆
 
☆☆    LEDバックライト と LEDパルス駆動について    ☆☆ 
 
 
◆ LEDバックライト と PWM ◆
 
 
LEDバックライトの場合、R、G、B各色LEDの電流を
かなり高精度で 制御することを要求され、
PWM制御を採用することで輝度の制御性を高めています。
    
 
PWM制御を用いるとPWMのデューティ比を変化させることによる
平均順方向電流変化と輝度変化の線形成が良好なため、
R、G、B各色LEDの電流をPWM 制御することにより
輝度制御の困難さを回避している。
  
 
当然 PWM制御をしているとき、
電流の流れている期間の定電流性は 確保されている。
 
  
 
さらにPWM制御は制御用パルス発生がディジタル的に容易であり、
マイクロプロセッサー によるソフトウェア制御に適した方式である。
 
 
一方、直流駆動時の順方向電流とPWM制御時の
平均順方向電流を同じにした場合、
直流駆動の方が輝度を得られる。
  
同じ順方向電流の場合、PWM制御
デューティー比により波高値が 上昇するが、
波高値が上昇することにより
LEDの発光効率が低下するためである。
  
 
発光効率だけを考えると直流駆動のほうが有利である。
 
 
<<三留共著「LED革新のための最新技術と展望」
                         550P一部参照>>
 
    
今回はここまでです。
 
次回は オペアンプを使った 高精度な定電流駆動回路と
スイッチイングレギュレーター駆動回路についてふれます。
  
次回もお楽しみに!!
 
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「三留先生のパワーLED講座」は、2010年に 高度職業能力開発促進センター (通称:ポリテクセンター)にて 弊社三留が講師を務めた際、使用した テキストを用いてお届けしています。 *********************************

   

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