パルス幅と平均電流

高速に切り替えて暗くする

PWMはPulse Width Modulation、パルス幅変調。各周期のオン時間の割合、デューティ比を変えます。LEDはLight Emitting Diode、発光ダイオードです。周波数のヘルツ（Hz）は毎秒の周期数です。

実験台

回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。

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動作の仕組み

理想5 Vパルス、LED電圧降下2 V、一定抵抗。切替の立ち上がり、視覚、熱は省略し、明るさは校正していません。

ピーク電流 = (5 − 2)/R。平均 = ピーク × デューティ比/100。比が同じなら周波数は周期の長さだけを変えます。ピーク式はオンのパルスに適用します。0%にはオンのパルスがなく、表示ピークはゼロです。

難易度

組み立て · 組み立てる
330 Ω、50%、100 Hzで電源を入れ、ピークと平均を比較します。
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330 Ω; 50%; 100 Hz
探究 · 一つ変える
平均2–3 mA、ピーク20 mA以下、周波数100 Hz以上にします。
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330 Ω; 25%; 100 Hz → 2.27 mA
自力で解く · 課題を解く
平均8–10 mA、ピーク20 mA以下、周波数200 Hz以上にします。
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200 Ω; 60%; 200 Hz → 9 mA

追加の読み物と回路レシピ

25%なら周期の4分の1だけ流れ、ピークは同じです。

実際のドライバーはパルス電流に耐える必要があります。高速化で大きすぎるピークが安全になるわけではありません。

PWMでもLEDの電流制限抵抗は必要です。

詳しく読む

オン時間の割合が同じで、周期の長さだけが変わります。