J'ai besoin de moduler / éteindre rapidement une LED (plage multi-mégahertz). C'est une LED haute puissance. J'ai eu du mal à trouver des méthodes bien connues pour ce faire. La simple commutation de la tension avec un FET allume rapidement la LED, mais le temps de chute en souffrira, et pour résoudre ce problème, je suppose qu'il existe différentes solutions, par exemple peut-être une commutation en polarisation inverse pendant un court instant? Des idées?
Je pense que le problème sous-jacent avec la coupure est que les porteurs de charge font que la jonction pn agit un peu comme une inductance dans la mesure où le courant continuera pendant un petit moment après avoir désactivé le gradient de tension, mais je n'ai pas trouvé aucune référence à ce sujet.
Je sais qu'une diode laser peut être modulée beaucoup plus rapidement.
EDIT: puisque cette question a beaucoup de points de vue, permettez-moi d'ajouter un peu de contexte - l'application pour cela était une caméra 3D utilisant un capteur CMOS à temps de vol. Essentiellement, vous envoyez de la lumière, elle rebondit sur la scène à imager et le capteur d'image peut discerner la différence de phase entre la lumière envoyée et la lumière reçue. Une modulation plus rapide et plus profonde signifie une meilleure résolution et moins de bruit dans l'image 3D. Dans cette application particulière, 20 MHz était le taux de modulation cible.
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Réponses:
Si vous essayez d'envoyer des données de cette façon, n'essayez pas de les moduler de 0% à 100%. Allez de 10% à 90%, ce sera beaucoup plus rapide.
Pour l'éteindre rapidement, vous avez besoin de 2 transistors en configuration push-pull, PNP + NPN ou N-MOSFET + P-MOSFET, afin que la LED à l'état `` off '' soit court-circuitée à la masse. Atteindre une vitesse élevée avec BJT serait plus facile.
Si vous devez dépasser 1-5Mhz, vous devrez ajouter des diodes Schottky anti-saturation.
Une autre chose à essayer est un circuit de pont sur 4 BJT - cela éliminera la charge restante dans la LED encore plus rapidement (car la LED sera polarisée en inverse à l'état éteint), mais je n'ai pas essayé cela. Certaines LED peuvent mourir si la polarisation inverse est trop importante.
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Les LED elles-mêmes mettent un peu de temps à s'éteindre, mais je pense que quelques MHz sont encore possibles.
Il semble que votre problème soit le temps d'arrêt du transistor utilisé pour commuter la LED. Essayez de piloter la LED de l'émetteur au lieu du collecteur. La sortie logique pilote directement la base de NPN, le collecteur connecté à l'alimentation, l'émetteur à la résistance, puis à la LED, puis à la masse. Comme le transistor ne sature jamais, il devrait s'éteindre rapidement. La base est activement forcée à une basse tension, ce qui devrait également aider à l'éteindre rapidement.
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il y a un circuit simple pour une commutation rapide des LED sur ce site. http://www.fiber-optics.info/articles/light-emitting_diode_led Je ne l'ai pas essayé mais je travaille sur le même problème. besoin d'un temps d'arrêt plus rapide après un fonctionnement continu
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Pour ajouter les informations pertinentes à partir du lien publié par Brian O'Regan comme réponse complète:
Le document fait référence à trois circuits communs / populaires pour les lecteurs LED numériques:
1. Série
simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab
Pro: courant d'alimentation moyen faible
Con: basse vitesse (<30-50 Mb / s)
2. Shunt
simuler ce circuit
Pro: vitesse plus élevée (plusieurs fois plus rapide que 1)
Con: dissipation de puissance supérieure (le circuit consomme plus de courant lorsque la LED est allumée!)
3. Shunt avec entraînement Over & Under
simuler ce circuit
s'étend 2.
Pro: vitesses résultantes supérieures à 2.
Con: valeurs soigneusement choisies nécessaires - sinon destructives
sommaire:
Avec tous ces concepts, des vitesses de fonctionnement jusqu'à environ 270 Mb / s peuvent être atteintes pour des configurations prêtes pour la production.
Toutes ces informations proviennent uniquement du document lié. Aucune auto-expérimentation n'a été effectuée.
J'ai senti que c'était un trop gros montage de la réponse originale; si c'est faux, je suis heureux de déplacer les informations dans une édition.
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Avez-vous envisagé d'utiliser un "pilote de transistor" pour piloter votre LED? (Ou peut-être envisagé d'utiliser un "pilote de transistor" tel qu'il était destiné à être utilisé, pour piloter un transistor - qui alimente ensuite votre LED?)
Je parle d'appareils tels que le Microchip MCP14628, le Texas Instruments TPS28226, etc., disponibles sur mes sites Web de fourniture électronique préférés , tous dont les revendications de la fiche technique peuvent commuter une charge hautement capacitive en 10 ns. (J'espère que votre LED est beaucoup moins capacitive et que ces puces peuvent donc la changer plus rapidement).
ps: la fiche technique de chaque pilote de transistor donne un nombre important pour la "puissance de crête". Ce nombre n'est valable que pour des impulsions très courtes. Les LED ont souvent une "puissance de crête" similaire à environ 4 fois la puissance nominale continue. J'entends que la plupart des systèmes de communication optiques sont soigneusement conçus de telle sorte que le système allume la LED ou le laser pendant au plus une ou deux fois avant de l'éteindre et de le laisser refroidir - comme un codage sur deux aka code Manchester , et un codage sur quatre, alias PPM .
J'entends des rumeurs selon lesquelles certains appareils IrDA peuvent communiquer à 16 Mbit / s, 96 Mbit / s ou 1 Gbit / s. Est-ce assez proche de ce que vous voulez faire pour pouvoir acheter quelque chose sur étagère? Ou peut-être acheter quelque chose sur étagère, l'ouvrir et faire des modifications relativement mineures?
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J'ai réalisé un circuit à transistors à avalanche avec le Zetex FMMT 413, 415 ou 417 TA. Au lieu d'un condensateur, j'ai utilisé un câble coaxial de 50 ohms comme dans un circuit Blumlein. Avec cela, j'ai conduit une petite LED verte SMT et j'ai obtenu un temps de montée de ~ 7 ns et une largeur d'impulsion de ~ 10 ns (déterminée par la longueur du câble coaxial pour le circuit Blumlein). Vous avez besoin d'une alimentation HT pour le transistor à avalanche.
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J'ai voulu ajouter ce circuit que j'ai vu dans un papier. Il a à la fois un disque et un disque mais je ne sais pas comment il se compare à 3. Shunt avec Over & Under Drive dans la réponse de Stefan Kruger. Il semble que la puissance devrait être inférieure ... au moins lorsqu'elle est éteinte. Encore une fois, les valeurs doivent être soigneusement évitées pour que le courant positif atteignant un pic sur la charge et le courant négatif atteignant la décharge (et leur pic de tension associé appliqué à la diode) ne le fassent pas frire, bien que vous puissiez peut-être placer un TVS dans parallèle pour protéger la LED et rendre la sélection des composants critique sans sacrifier la vitesse.
Je n'ai pas encore utilisé ce circuit mais vous pourriez être en mesure d'améliorer la vitesse d'activation avec une grande résistance de polarisation en parallèle avec le MOSFET afin que la LED soit polarisée lorsqu'elle est éteinte. Cependant, le courant de fuite MOSFET peut être suffisant pour cela ou il peut être inutile avec le pic de courant. Je suppose que vous pouvez également le changer en émetteur ou suiveur de source pour éviter la saturation si la vitesse du transistor finit par être en quelque sorte le facteur limitant.
simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab
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Je ne sais pas quelle est votre application, mais cette gamme de pilotes LED haute luminosité pourrait-elle être intéressante / utile?
http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/5274
Il en existe d'autres similaires.
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J'ai déjà étudié les impulsions rapides et nous avons fini par implémenter quelque chose comme le circuit dans cet article (des chiffres de meilleure qualité dans un powerpoint connexe ). Il s'agit en fait d'un circuit de mise en forme d'impulsions de courant, et vous en trouverez plus si vous recherchez des "LED pulsées nanosecondes"
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