LEDs in Reihe hinter Step-Up Wandler

Catscrash · So, 30.10.16, 14:02

Hi,

bevor ich mir meine LEDs zerschieße:
Wenn ich zwei LEDs mit der Kennlinie im Anhang mit je 3,5V (und damit ja laut Kennlinie etwa 360mA) in Reihe anschließen möchte, stelle ich meinen Step-Up Wandler einfach auf 7V? Die zwei LEDs nehmen sich automatisch nur jeweils die Hälfte der Spannung? Nicht, dass die erste LED dann irgendwie 5 und die zweite nur 2 abbekommt. Und die Stromaufnahme pendelt sich dann auch automatisch ein, da braucht keine KSQ o.ä. mehr davor?

Danke!

Achim H · So, 30.10.16, 14:27

Die zwei LEDs nehmen sich automatisch nur jeweils die Hälfte der Spannung?

Herstellungsbedingt ist die Vorwärtsspannung der Leds leicht abweichend. Das können 0,001V, es können aber auch 0,3V sein, die die Vorwärtsspannung vom getesteten Typ (siehe Datenblatt bzw. Graph) abweicht. Dadurch teilt sich die Gesamtspannung auch niemals exakt auf, sondern ungleichmäßig. In Folge leuchten die Leds dann auch unterschiedlich hell.

Leds sind stromgesteuerte Bauteile.
Nur unter dieser Voraussetzung leuchten die Leds auch gleichmäßig hell.

Catscrash · So, 30.10.16, 14:38

Hi,

Danke, ich dachte eben deshalb schaltet man LEDs eher in Reihe als parallel - damit sie eben nicht unterschiedlich hell leuchten?

BMK · So, 30.10.16, 15:42

Um zu verstehen, warum eine LED niemals an einer festen, niederohmigen bzw. geregelten Spannung betrieben werden sollte, ist die Betrachtung einer Kennlinie hilfreich, die bei 0V beginnt, um die Steilheit besser zu erkennen und in der auch die Temperaturdrift zu sehen ist. Ich habe mal eine solche Kennlinie gemäß den Werten aus dem 'Cree Product Characterization Tool' erstellt. Sie zeigt eine High-Power LED von Cree.

Zunächst einmal ist hier die sehr steile Strom/Spannungscharakteristik zu erkennen. Zwischen 0V und 2,5V passiert überhaupt nichts; da ist nicht der geringste Stom zu messen. Ein Volt später, also bei 3,5V fließen bereits über 3A und das Teil ist ruck zuck im LED-Himmel.

Die nächste böse Falle kommt, wen man meint, diese LED bei 3V betreiben zu können. Das sind ja 0,8A. Aber nur, wenn sie kalt ist. Jetzt kommt der negative Temperaturkoeffizient ins Spiel: Der Chip wird sich erwärmen, bei 85°C fließen über 1,2A, wird dann noch wärmer und bei 150°C fließen 1,9A usw. bis die Kernschmelze eintritt. Das Ganze nennt sich 'thermal runaway'.

Und zu guter Letzt ist die vom Hersteller angegebene Brennspannung nur typisch, kann also nach oben oder unten variieren. Da hilft nur messen, wenn man es wissen will.

Fazit: man betreibt die LED mit einem konstanten Strom und sie sucht sich ihre Brennspannung selbst aus und die LED-Welt ist in Ordnung.

Gruß
Bernd

Catscrash · So, 30.10.16, 16:47

Okay, also sollte ich mit meinem Step-Up Wandler erst einmal genug Spannung zur Verfügung stellen und dann mit einer KSQ die 350mA und biete das dann den beiden LEDs in Reihe an? Oder dann doch wieder Parallel-Schaltung hinter einer KSQ - dann bräuchte ich den Step-Up gar nicht?

Handkalt · So, 30.10.16, 17:51

Es gibt auch Step-Up-Konstantstromquellen, vermutlich brauchst Du so eine. Wie hoch ist denn überhaupt Deine vorhandene Versorgungsspannung? Parallelschaltung hinter KSQ ist widersinnig (Ausnahmen bestätigen die Regel), da sich der Strom dann ungleichmäßig aufteilen kann.

-Handkalt

Catscrash · Mo, 31.10.16, 09:09

3*AAA, also so ab 4,5V abwärts, je nach Ladezustand.

Handkalt · Mo, 31.10.16, 09:32

Ok, funktionieren müsste dann z. B. eine Led Senser V2 / R.2 mit der Lötbrücke 350 mA gesetzt und den beiden LED in Reihe (und ohne Deinen vorhandenen Wandler).

Nachtrag: obligatorischer Sicherheitshinweis - KSQ mit LEDs nur bei abgeklemmter Stromversorgung verbinden.

-Handkalt