Verdopplung von LEDs, Strom bleibt aber fast gleich. Warum?

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Moderator: T.Hoffmann

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Uhrenmacher
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Mo, 17.12.18, 16:27

Hallo,

ich untersuche gerade meine LED Kette und habe beim Aufnehmen der U/I Kennlinien festgestellt, dass diese sich interessant verhalten. Beispielsweise habe ich an meiner Kette (ohne alles, auch kein Vorwiderstand) mit 100 LEDs bei einer Spannung von 2,73 V einen Strom von 45 mA gemessen. Bei 50 LEDs bei selber Spannung 35 mA. Und bei 25 LEDs ein Strom von 19 mA. Die LEDs sind alle parallel geschalten.
Ich dachte ursprünglich, dass wenn ich die Anzahl der LEDs halbiere sich auch automatisch der Strom halbiert. Allerdings lag ich da wohl falsch. Stattdessen werden die LEDs bei Halbierung einfach nur heller und verbrauchen nur ein bisschen weniger Strom.

Kann mir jemand erklären, wodurch dieses Verhalten zu Stande kommt?


Viele Grüße.
Borax
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Mo, 17.12.18, 16:56

... (ohne alles, auch kein Vorwiderstand) mit 100 LEDs bei einer Spannung von 2,73 V...

Wo kommen die 2,73V her? Von einer Batterie oder einem präzisen Labornetzteil? Bei einer Batterie hast Du einen 'Vorwiderstand', nämlich den Innenwiderstand der Batterie. Und ich vermute, Du hast eine Batterie verwendet.

Und bei dem niedrigeren Strom (z.B. 35mA statt 45mA) steigt wegen der geringeren Belastung der Batterie deren Spannung ein klein wenig an. Und bei ein klein wenig mehr Spannung ziehen die LEDs auch schon um einiges mehr Strom.
Uhrenmacher
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Di, 18.12.18, 10:31

Danke.

Ich habe ein Netzteil hergenommen, also die Spannung ist konstant. Bei diesem habe ich einen Innenwiderstand von 119 Ohm gemessen.
Uhrenmacher
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Di, 18.12.18, 11:04

Habe nun folgende Überlegung. Vielleicht kann mir jemand bestätigen, ob das richtig ist.

Also es liegt daran, weil die LEDs auch einen gewissen Widerstand darstellen. Wenn dieser Widerstand halbiert wird, dann fällt am Innenwiderstand des Netzgerätes mehr Spannung ab und an den LEDs würde normalerweise dementsprechend weniger Spannung abfallen. Da das Netzgerät aber auf eine konstante Spannung regelt, ist dies nicht der Fall. Daher liegt an den LEDs eine höhere Spannung an, als gedacht und somit fließt auch ein höherer Strom. Das Ganze resultiert darin, dass bei einer Halbierung der LEDs, die LEDs die einzelne LED heller leuchtet als zuvor.
Borax
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Di, 18.12.18, 14:31

...Ich habe ein Netzteil hergenommen, also die Spannung ist konstant.

Was für ein Netzteil? Daher hab ich ja nicht von 'irgendeinem Netzteil', sondern extra von einem 'präzisen Labornetzteil' geredet. Viele Standard-Netzteile regeln bei geringer Last die Spannung nicht sehr sauber. Gute Spannungsregler haben einen Innenwiderstand (Output resistance) von weniger als 0.1 Ohm. Beispiel ein 7805 hat bei Standardbedingungen (10V Input und 0.5A Output) eine Output resistance von 0.017 Ohm

...Bei diesem habe ich einen Innenwiderstand von 119 Ohm gemessen.
Wie hast Du das denn gemacht?

Aber prinzipiell ist deine Überlegung halbwegs richtig. Die etwas höhere Spannung müsstest Du an den LEDs auch messen können. Vorausgesetzt Du hast ein halbwegs taugliches Messgerät (mind. 3 1/2 Stellen und mind 1% Genauigkeit). Die 'Faustregel' ist: 1% mehr Spannung bedeutet rund 10% mehr Strom. Nach dieser Regel müssten es ungefähr 5 % mehr Spannung sein (45 mA / 2 = 22.5mA; + 50 % = 34mA). Sollten somit etwa 2.86V sein (wenn die 2.73V stimmen). Wobei das auch nur eine Faustregel ist (die auch eher beim Nennstrom einer LED gilt und nicht bei Unterbestromung).
Ansonsten könnte ggf. noch irgendwo anders ein Widerstand versteckt sein (Anschlusskabel, Stecker...).
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