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LED Verhalten am Wiederstand
Suche nach: led (32581) |
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BID = 871572
BEWA
Gerade angekommen
Beiträge: 7
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Hi,
Bin gerade dabei eine LED Schaltung an 5V zu bauen.
Habe mir folgende LED ausgesucht:
http://www.reichelt.de/SMD-LED-0603.....abf3d
Daten:
2,1V Typ 2,4V max bei 20mA
25mA max
wollte 2 in Reihe mit einem Wiederstand schalten:
d.h. rechnerich 40 Ohm Wiederstand.
Jetzt messe ich den Strom und sie schluckt 30mA was zu hoch ist.
Erst wenn ich einen 51 Ohm Wiederstand anschliesse ist der Strom bei 23,5 mA.
Der gemessene Spannungsabfall ist jetzt aber bei 1,8V und nicht bei 2,1V wie angegeben  .
Wie würdet ihr den Wiederstand auslegen wenn die Lebensdauer der LED hoch sein soll, aber trotzdem so hell wie möglich leuchten soll?
Ist das normal das die tatsächlichen Werte soch weit von den reellen abweichen?
Die LED wird mit der Zeit schächer leuchten das ist klar, wird der Spannungsabfall an der LED auch steichen womit der Strom fällt?
Benjamin
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BID = 871580
perl
Ehrenmitglied
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Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| | Ist das normal das die tatsächlichen Werte soch weit von den reellen abweichen? |
Ja, die Toleranzen der Flußspannung sind vorhanden, und es kommt noch der negative Temperaturkoeffizient der Flußspannung hinzu.
Außerdem hast du nicht berücksichtigt, daß für LED das ohmsche Gesetz nicht gilt.
Schau dir mal das erste Diagramm im Datenblatt dieser LED an!
Dort siehst du, dass du die Spannung an der LED nur um weniger als 50mV zu erhöhen brauchst, damit der Strom von 20mA auf 30mA steigt.
Diese Kurve ist aber nur exemplarisch für die meisten der gelieferten Dioden.
Es gibt auch Exemplare, deren Kurven etwas nach links oder rechts verschoben sind.
Außerdem gilt die Kurve nur für eine Chiptemperatur von 25°C.
Solche Kurven werden gewöhnlich mit kurzen Stromimpulsen gemessen, durch die sich der Chip nicht wesentlich erwärmt.
Wenn ein Dauerstrom fliesst, erwärmt sich der Chip aber, und dann sinkt seine individuelle Flußspannung um etwa 2mV/°C.
Dem Datenblatt ist außerdem zu entnehmen, daß der thermische Widerstand dieser LED etwa 1,5°C/mW beträgt, d.h. der Chip erwärmt sich bei 20mA um etwa 60°C, wodurch allein schon die Flußspannung um 120mV sinkt.
Bei starr festgehaltener Spannnung, also ohne Vorwiderstand, würde man dadurch ganz schnell im Bereich von 100mA und mehr landen, wodurch die LED letztendlich zerstört würde.
Außerdem solltest du mal deine 5V-Quelle nachmessen.
Nur weil da 5V draufsteht, muß das nicht stimmen.
Vielfach ist es üblich die Spannung etwa 5% höher einzustellen, also auf 5,25V, damit beim Nennlast am Ende der Leitung auch noch 5V vorhanden sind.
20mA ist aber wahrscheinlich nahezu Leerlauf für deine Versorgung.
Wenn wir damit nochmal rechnen:
(5,25V-2*2,1V)/39 Ohm = 29,5mA
so stimmt das Ergebnis doch schon recht gut mit deiner Beobachtung überein.
Übrigens: Hast du mal den tatsächlichen Wert dieses Widerstands gemessen? 
Auch er hat eine Toleranz!
Deshalb dimensioniert man den Spannungsabfall am Vorwiderstand meist großzügiger, oder man verwendet nach Spannung sortierte LED, was aber nur in der Großserienfertigung in Frage kommt.
Der Bastler misst am einfachsten die tatsächliche Flußspannung seiner LED bei ungefähr dem Nennstrom nach und berechnet dann den erforderlichen Vorwiderstand.
Weniger als 10% der Gesamtspannung sollten am Widerstand aber nicht abfallen, sonst kommt man evtl. schon in die thermische Instabilität.
P.S.:
Zitat :
| | Die LED wird mit der Zeit schächer leuchten das ist klar, wird der Spannungsabfall an der LED auch steichen womit der Strom fällt |
Mit einem im Laufe der Zeit fallenden Strom würde ich nicht rechnen. Wie sich die Flußspannung im Laufe der Zeit entwickelt, ist wegen des komplizierten Sperrschichtaufbaus moderner LED ungewiss, aber auch der Widerstand verändert sich.
Bei Widerständen wurden sowohl Verringerungen wie auch Erhöhungen beobachtet, die man gering hält, indem man nicht mit der maximal zulässigen Leistung heizt.
Entsprechendes wird für die LED gelten: Je schonender man damit umgeht, umso länger bleiben die ursprünglichen Daten erhalten.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 1 Feb 2013 13:37 ] |
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BID = 871588
BEWA
Gerade angekommen
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Vielen dank für die ausführliche Antwort.
Meine Spannung hab ich natürlich im Blick: 4,98V.
Das da eine Abweichung zum Datenblatt sein kann ist mir klar. DIe empfinde ich als zu heftig.
Aber jetzt wo ich mir das Diagramm angeschaut habe ist mir das klar wie schnell das gehen kann.
Ich bau dann mal einen 51 oder 60 Ohm Wiederstand ein dann dürft ich aus allen raus sein.
Dann sollte man also wenn man einen Wiederstand dimensioniert immer zuerst mal den Strom messen und auf die berechneten Werte kann man ein Ei schlagen. Am besten also eine Stomquelle aber die ist bei mir aus platzgründen und 50 LED'S/PCB nicht drinn.
danke
Benjamin
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BID = 871590
Offroad GTI
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Zitat :
| | 51 oder 60 Ohm Wiederstand |
Es ist ein Widerstand (ohne ie)
Du kannst aber auch einfach einen 56R aus der E12 Reihe nehmen. So dramatisch sind 5mA mehr oder weniger nicht.
Zitat :
| Am besten also eine Stomquelle aber die ist bei mir aus platzgründen und 50 LED'S/PCB nicht drinn.
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Eine KSQ wäre nicht schlecht, eine höhere Versorgungsspannung aber auch nicht.
Müssen es denn zwingend 5V sein?
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 1 Feb 2013 14:28 ]
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BID = 871593
perl
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Zitat :
| | auf die berechneten Werte kann man ein Ei schlagen. Am besten also eine Stomquelle aber die ist bei mir aus platzgründen und 50 LED'S/PCB nicht drinn. |
Wie gut die berechneten Werte stimmen, hängt sehr davon ab, wie groß der Spannungsabfall am Widerstand im Verhältnis zur Betriebsspannung ist.
Bei dir ist der Spanungsabfall schon sehr gering und dementsprechend machen sich schon kleine Abweichungen vom Sollwert, sowohl bei der Flußspannung wie auch bei der Betriebspannung als große Abweichungen des Stromes bemerkbar.
Du kannst übrigens die Kennlinie der Gesamtanordnung leicht ermitteln, indem du zu der Spannungssumme der Diodenkennlinien die Widerstandsgerade addierst. Der Strom ist ja in allen Punkten der Schaltung gleich und nur die Spannungen addieren sich.
Faule Leute lassen soetwas berechnen, z.B. von Excel.
Apropos Eier drüberschlagen:
50 LEDs machen schon spürbare Wärme, und wenn du sie eng zusammenpferchst, reicht es zwar nicht zum Eierbraten, aber deine LED könnten gebraten werden.
Die 20mA sind nur zulässig, wenn die LED kühl bleiben.
Bedenke auch, was ich über die mit der Temperatur abnehmende Flußspannung geschrieben habe!
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BID = 871608
BEWA
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Hi
Die 5V sind vom Microcontroller vorgegeben der die LED's über einen Transistor ansteuert. Was ist ein KSQ?
Wegen der Wärme hab ich schon überlegt eine Alu PCB zu nehmen. Werd ich dann nach einem längeren Test entscheiden wenns im Gehäuse eingebaut ist. Bis jetzt hab ich nicht mehr als 60°C an den LED's gemessen.
Benjamin
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BID = 871609
BEWA
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Achso Konstante Stromquelle.
Geht nicht bei 5V und 2V LED.
Die benötigt ja über 1V für sich.
24V wären auch da aber ich steuer die LED individuell mit einem Microcontroller.
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BID = 871611
Offroad GTI
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Zitat :
| | Achso Konstante Stromquelle. |
Genau.
Zitat :
| | 24V wären auch da aber ich steuer die LED individuell mit einem Microcontroller. |
Was heißt individuell?
Immer nur paarweise?
Zitat :
| | Die benötigt ja über 1V für sich. |
Genau diese geringe Spannungsdifferenz kann zu einem Problem werden, wie perl auch schon sagte.
Ansonsten gäbe es da ja auch noch Transistoren
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BID = 871614
BEWA
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ja werden immer nur paarweise geschaltet.
Kann ich mit 5V vom Microcontroller 24V schalten?
Ich dachte damit kann ich immer nur den Strom verstärken.
Benjamin
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BID = 871615
Offroad GTI
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Zitat :
| | Kann ich mit 5V vom Microcontroller 24V schalten? |
Na sicherlich.
Zitat :
| | Ich dachte damit kann ich immer nur den Strom verstärken. |
Das kannst du natürlich auch.
Und zwar so: http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor(Hier wird alles wissenswerte gut erklärt)
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 1 Feb 2013 18:13 ]
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