Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Weiße LEDs mit > 6V Betriebsspannung


von Uwe B. (uwe_beis)


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Mal keine Frage, ich fand es nur interessant: Eine LED-Lampe war defekt 
und ich wollte herausfinden, was passiert war. Also aufgesägt, die LEDs 
einzeln unter Spannung gelegt und festgestellt, dass in jedem der 
parallel geschalteten Zweige eine LED hochohmig geworden war. LED ausge- 
nein, nicht gelötet, das geht bei den Leiterplatten aus Aluminium nicht, 
aber irgendwie doch entfernt und überbrückt.

15 LEDs in Reihe (jetzt 14) sollten eigentlich mit ca. 45 V betrieben 
werden können, aber selbst mit den 70 V, die ich auf die Schnelle aus 
den Labornetzteilen bekommen hatte, leuchtete nix. Das ging erst wieder 
mit angelegter Netzspannung und da waren es ca. 85 V, also über 6 V pro 
LED. Außerdem war ein Strang deutlich dunkler als der andere.

Bei genauem Hinsehen war zu erkennen, dass offensichtlich zwei LEDs in 
einem Gehäuse waren. Und dass der eine Strang heller war, lag daran, 
dass in einer der Doppel-LEDs die eine davon einen Kurzschluss hatte.

Weiße LEDs, die aus zwei LEDS bestehen - das war mir neu.

Das untere Foto ist das obere, nur aufgehellt.

Nachtrag: Das die "dicken LEDs" aus vielen Einzel-LEDs bestehen, ist mir 
bekannt. Meine "große" 50 W-LED hat z. B. mehrere Reihen mit je mehreren 
LEDs. Nur die kleinen im 1210-Gehäuse sind mit neu.

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (uwe_beis)


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Wo ist das Problem nun? schrieb im Beitrag #4562533:
> Wo ist das Problem nun?

Das Problem ist der Leser, der in diesem Fall den ersten Satz nicht 
verstanden hat:

Uwe B. schrieb:
> Mal keine Frage, ich fand es nur interessant:

von Joerg L. (Firma: 100nF 0603 X7R) (joergl)


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Uwe B. schrieb:
> Weiße LEDs, die aus zwei LEDS bestehen - das war mir neu.

Osram hat inzwischen welche mit 6 Chips seriell in einem SMD-Gehäuse.
U>18 Volt. Habe mich auch gewundert...

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Joerg L. schrieb:
> Osram hat inzwischen welche mit 6 Chips seriell in einem SMD-Gehäuse.
> U>18 Volt. Habe mich auch gewundert...
wieso wunderst du dich darüber?
Für Betrieb an höheren Spannungen ist es doch sinnvoll, viele LED 
seriell zu schalten.
Z.B. in solchen Modulen wird das gern genutzt, um LED-Strahler sehr 
einfach aber auch noch recht effizient ohne Spannungstransformation zu 
nutzen.
https://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Seoul/Acrich2-Module/Acrich2-8.7W-Modul-5600K-LT-2163_121_215.html
Gruß Öletronika

von Uwe B. (uwe_beis)


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Hi,

was ich interessant fand, war die Tatsache, dass selbst kleine LEDs 
(1210-Gehäuse) schon Multi-Arrays sein können. Na ja, es ist ja 
eigentlich wirklich naheliegend, statt einer LED für hohen Strom mehrere 
kleine für geringen Strom auch in ein kleines Gehäuse zu setzen. Das ist 
nicht nur sinnvoll in Fällen, in denen hohe Betriebsspannungen 
vorteilhaft sind, es ist in allen Fällen sinnvoll, weil die 
Wärmeableitung von vielen kleinen LEDs leichter ist als von einer 
großen.

Joerg L. schrieb:
> Osram hat inzwischen welche mit 6 Chips seriell in einem SMD-Gehäuse.
> U>18 Volt. Habe mich auch gewundert...
Den Trend habe ich sozusagen bisher verpennt...

Das 
https://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Seoul/Acrich2-Module/Acrich2-8.7W-Modul-5600K-LT-2163_121_215.html 
verstehe ich noch nicht: Kein Netzteil, kein Speicherkondensator, keine 
Induktivität. Nur ein schwarzer Käfer. Egal, wie viele Chips pro LEDs 
verwendet werden (es scheint, es sind viel mehr als 2) - wie soll da ein 
DC erzeugt werden? Es wird ja wohl kaum, wie einstmals mit der 
Phasenabschnittsteuerung bei Glühlampen möglich, mit kurzen 
Hochstrompulsen gearbeitet?

Grüße, Uwe

von ArnoR (Gast)


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Uwe B. schrieb:
> Das
> 
https://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Seoul/Acrich2-Module/Acrich2-8.7W-Modul-5600K-LT-2163_121_215.html
> verstehe ich noch nicht: Kein Netzteil, kein Speicherkondensator, keine
> Induktivität. Nur ein schwarzer Käfer. Egal, wie viele Chips pro LEDs
> verwendet werden (es scheint, es sind viel mehr als 2) - wie soll da ein
> DC erzeugt werden?

http://www.seoulsemicon.com/_upload/Goods_Spec/Acrich2-Applicationnote.pdf

von Uwe B. (uwe_beis)


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ArnoR schrieb:
> http://www.seoulsemicon.com/_upload/Goods_Spec/Acrich2-Applicationnote.pdf

Interessant! Ich fasse zusammen (230 V-Betrieb):

Die LEDs (6-7 Chips pro SMD-Gehäuse, 22 V, 20 mA) werden in 4 Gruppen 
zusammengefasst.

Jede Gruppe hat 3 LEDs in Reihe, also 66 V Betriebsspannung.

Die Schaltung wird über einen Brückengleichrichter betrieben.

Je nach momentaner Netzspannung sind 0 bis 4 Gruppen über eine der 4 
Konstantstromquellen in Betrieb. Es sind also nicht immer alle LEDs in 
Betrieb, d. h., die Lampe pulst mit 100 Hz.

Wenn nur eine Gruppe in Betrieb ist (66 V), bekommt die nur ca. 40% von 
dem Strom, der fließt, wenn alle Gruppen an sind (264 V). Dadurch wird 
eine etwas Sinus-ähnlichere Stromaufnahme erreicht.

Durch mehr oder weniger parallel geschaltete LEDs pro Gruppe wird 
erreicht, dass die LEDs, die nur kurzzeitig in Betrieb sind (Gruppe 4), 
mehr als den 100%-ED Nennstrom bekommen, andere (Gruppe 1) bekommen z. 
B. nur den Nennstrom.

Im Mittel gibt es ca. 30 V Spannungsabfall über die 
Konstantstromquellen. Das senkt den Wirkungsgrad um ca. 10%.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Uwe B. schrieb:
> Interessant! Ich fasse zusammen (230 V-Betrieb):
Ja, das macht die Teile sehr interessant für bestimmte Anwendungen.
Ich habe einige davon verbaut, siehe quasi als Anleitung:
 http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/ACRICH2_Module/

> Die LEDs (6-7 Chips pro SMD-Gehäuse, 22 V, 20 mA) werden in 4 Gruppen
> zusammengefasst.
Ja. Kann man auch deutlich sehen, wenn man die Spannung langsam erhöht.

> Jede Gruppe hat 3 LEDs in Reihe, also 66 V Betriebsspannung.
Ja, ist so, dass ab etwas über 70V die erste LED-Reihe leuchtet.

> Die Schaltung wird über einen Brückengleichrichter betrieben.
logisch.

> Je nach momentaner Netzspannung sind 0 bis 4 Gruppen über eine der 4
> Konstantstromquellen in Betrieb. Es sind also nicht immer alle LEDs in
> Betrieb, d. h., die Lampe pulst mit 100 Hz.
Ja, wobei das Pulsen nicht so hart ist wie mit einer PWM bzw. 
Rechteckspannung.
Die Zeit in der alle LED aus sind, ist ja auch rel. kurz.

> Wenn nur eine Gruppe in Betrieb ist (66 V), bekommt die nur ca. 40% von
> dem Strom, der fließt, wenn alle Gruppen an sind (264 V). Dadurch wird
> eine etwas Sinus-ähnlichere Stromaufnahme erreicht.

Ich habe die Teile mal an einem Stelltrafo ausprobiert, und da sieht 
man, dass die jeweils eingeschalteten LED mit rel. konstanter Helligkeit 
leuchten und bei Anheben der Spannung nicht sichtbar heller werden.
Bei voller Betriebsspannung 230V AC scheinen alle LED gleich hell zu 
sein.

> Durch mehr oder weniger parallel geschaltete LEDs pro Gruppe wird
Wieso parallel?
Die LED-Reihe wird doch mit zunehmender Spannung immer länger.

> erreicht, dass die LEDs, die nur kurzzeitig in Betrieb sind (Gruppe 4),
> mehr als den 100%-ED Nennstrom bekommen, andere (Gruppe 1) bekommen z.
> B. nur den Nennstrom.
Irgendwie muß wohl auch der LED-Strom moduliert sein, sonst müßten ja 
die LED unterschiedlich hell erscheinen. Das sieht aber nicht so aus.

> Im Mittel gibt es ca. 30 V Spannungsabfall über die
> Konstantstromquellen. Das senkt den Wirkungsgrad um ca. 10%.
Ja, einige Prozent Verluste muss der Steuerchip haben, aber das ist rel. 
unkritisch. Die LED selbst haben offensichtlich eine gute Effizienz und 
LED-Treiber haben auch selten viel mehr Wirkungsgrad als 90%.

Ich habe verschiedene Module (zw. 4,3W ....18W) im Einsatz.
Man bekommt gegenüber Glühlampen pro 1W mind. ca. 6...8 fach mehr Licht.
z.B. die Module mit 8W erscheinen schon deutlich heller als eine 
40W-Glühlampe.
Gruß Öletronika

von Uwe B. (uwe_beis)


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Hi Uwi(?),

offensichtlich sind wir uns ja schon bei W-W-W hin und wieder mal über 
den Weg gel... halt, nein, haben wir und über den Weg geschrieben :-) 
Ich bin seit dem Redesign der Webseite da 'raus. Schade.

U. M. schrieb:
>> Durch mehr oder weniger parallel geschaltete LEDs pro Gruppe wird
> Wieso parallel?
> Die LED-Reihe wird doch mit zunehmender Spannung immer länger.
Doch doch. In den Gruppen sind unterschiedliche viele LEDs parallel 
geschaltet. Z. B. 16 W / 230 V: In Gruppen 1 und 2 je 4, in Gruppen 3 
und 4 je 3 parallel. Dadurch verteilen sich die 100 mA, die die Stufe 4 
liefert, auf 25 bzw. 33 mA auf. Und das ist gut so, denn Gruppe 4 ist 
kürzer als Gruppe 1 in Betrieb.

> Ja, wobei das Pulsen nicht so hart ist wie mit einer PWM bzw. Rechteckspannung.
Ich meinte das eher in Hinsicht auf Flackern. Klar, 100 Hz ist nicht 
sichtbar, aber z. B. bei Foto- und Filmaufnahmen ungünstig.

> pro 1W mind. ca. 6...8 fach mehr Licht
Ich hatte auch mal Messungen mit rundstrahlenden Glüh-, Energiespar- und 
LED-Lampen gemacht und bin auf deutlich bessere Werte gekommen, Faktor 
10 oder so. (Auch die Globe-Lampe, die ich hier gezeigt habe, war dabei. 
10 hatte ich davon, 4 sind mittlerweile ausgefallen. Erst fällt ein 
Strang aus, woraufhin der andere überlastet wird und anfängt zu blitzen 
- wahrscheinlich ein thermischer Effekt in einer LED - bis auch der 
ausgefallen ist.)

Grüße, Uwe

von U. M. (oeletronika)


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> Uwe B. schrieb:
> offensichtlich sind wir uns ja schon bei W-W-W hin und wieder mal über
> den Weg gel... halt, nein, haben wir und über den Weg geschrieben :-)
> Ich bin seit dem Redesign der Webseite da 'raus. Schade.
Ja, wie so viele langjährigen Forenteilnehmer dort.
Ich habe seit dem auch aufgehört, dort aktiv zu sein.
Gruß Öletronika

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