Vorwiderstand LED berechnen

#2853934
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Hallo,
hab ein kleines Problem mit der Berechnung eines Vorwiderstandes.
Verbauen möchte ich folgende LED´s:
http://www.farnell.com/datasheets/1498096.pdf

Als Durchlassspannung wird bei dieser LED der Bereich 2.8V bis 3.6V 
angegeben und hält maximal 30mA aus.

Im Diagramm auf Seite 4 des Dokuments, sieht man den Verlauf von 
Durchlassspannung im Verhältnis zum Strom.

Wenn ich das richtig sehe, brauch ich bei einer Versorgungsspannung von 
3V keinen Vorwiderstand, da sich der Strom auf Grund des Widerstandes 
der LED einstellt.
Ist das so?

Wenn ich jetzt aber eine Versorgungsspannung von beispielsweise 4V habe, 
und der Strom auf 20 mA begrenzt werden soll, welche Durchflussspannung 
der LED nehme ich dann für die Berechnung her? Die 2.8V oder die 3.6V?
Ich weiß ja nicht wie sich die Spannungen aufteilen.

Lg
Gast #2853980
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Bevor dich die anderen zerfleischen für diese Frage schlage ich mal vor
1. die Suche zu bemühen
2. in der Artikelsammlung nachzusehen (link Artikelübersicht im Menü auf 
der linken Seite ziemlich weit unten)

Zum Thema LEDs und warum man sie NIE ohne Vorwiderstand benutzt ist hier 
schon genug gesagt worden. Man darf nur nicht zu Faul sein danach zu 
suchen!
Gast #2853987
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Athlon N/a schrieb:
> Als Durchlassspannung wird bei dieser LED der Bereich 2.8V bis 3.6V
> angegeben und hält maximal 30mA aus.

D.h. aber auch, dass 30mA nicht der dauerhafte Strom ein soll der 
fließt.

LED ohne Vorwiederstand zu betreiben ist nicht empfehlenswert.

Im Datenblatt wurden 20mA als Testbedingung genannt und
daran würde ich mich halten.

Also kannst Du bei (5V - 3.6V) / 20mA =  70ohm und
bei (5V - 2.8V) / 20 mA = 140ohm einsetzen.
Wählen würde ich jetzt 120 ohm als Vorwiderstand.
Gast #2854069
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Athlon N/a schrieb:
> Wenn ich das richtig sehe, brauch ich bei einer Versorgungsspannung von
> 3V keinen Vorwiderstand, da sich der Strom auf Grund des Widerstandes
> der LED einstellt.
> Ist das so?

Nein. Szenario:
du betreibst die LED ohne Vorwideratnd an 3V. Der Strom stellt sich auf 
ca 20mA ein. Nun wird die LED leuchten und sich erwärmen. Der 
"Widerstand" der LED sinkt, da Halbleiter mit negativem 
Temperaturkoeffizient. Der Strom wird daher größer, was die LED noch 
heißer werden lässt. -> Teufelskreis bis zum Tod der LED durch 
Überhitzen.
#2854099
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Danke für die Antworten.

Klaus schrieb:
> LED ohne Vorwiederstand zu betreiben ist nicht empfehlenswert.
Das ist mir klar. Wäre der Strom/Spannungsverlauf der LED aber 
idealerweise ident mit dem Diagramm des Datenblattes wäre es möglich.

>
> Im Datenblatt wurden 20mA als Testbedingung genannt und
> daran würde ich mich halten.
>
> Also kannst Du bei (5V - 3.6V) / 20mA =  70ohm und
> bei (5V - 2.8V) / 20 mA = 140ohm einsetzen.
> Wählen würde ich jetzt 120 ohm als Vorwiderstand.
>

Wozu beide Grenzen annehmen? Es sollte doch reichen, anzunehmen, dass 
die LED mit maximal 3.6V bei 20 mA betrieben werden soll. Bei einer 
Versorgungsspannung von 5V wäre ein Widerstand von 70 Ohm nötig.
Warum sollte die Flussspannung der LED plötzlich auf 2.8V sinken wenn 
die Versorgungsspannung weiterhin 5V beträgt? Das kommt doch nur 
zustande, wenn der Strom zur Versorgung der LED abnimmt. Und das kommt 
nur zu Stande wenn die Versorgung (Batterien) zur Neige gehen. Und wenn 
das geschieht, sinkt mit dem Strom auch gleichermaßen die Spannung und 
somit werden die 30mA nie überschritten.

Würde es also nicht ausreichen einen 70 Ohm Widerstand einzusetzen?
(ausgegangen davon dass die LED die Maximalspannung von 3.6V dauerhaft 
aushält)
#2854105
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Floh schrieb:
> du betreibst die LED ohne Vorwideratnd an 3V. Der Strom stellt sich auf
> ca 20mA ein. Nun wird die LED leuchten und sich erwärmen. Der
> "Widerstand" der LED sinkt, da Halbleiter mit negativem
> Temperaturkoeffizient. Der Strom wird daher größer, was die LED noch
> heißer werden lässt. -> Teufelskreis bis zum Tod der LED durch
> Überhitzen.

Das stimmt ja, aber tritt das nicht erst ab einer gewissen Spannung (die 
man natürlich kennen müsste) auf? Darunter gleicht sich ja der sich 
erhöhende Widerstand der LED durch Erwärmung (Beweglichkeit der 
Elektronen) und die sich verringernde Bandgap aus.
Gast #2854111
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Athlon N/a schrieb:
> Würde es also nicht ausreichen einen 70 Ohm Widerstand einzusetzen?
> (ausgegangen davon dass die LED die Maximalspannung von 3.6V dauerhaft
> aushält)

Die Flussspannung ergibt sich aus der Herstellung, das Datenblatt zeigt 
nur die mögliche Streung. Also sollte man das schlechte erst mal 
annehmen zum rechnen. Einen Unterschied zwischen 17,1 und 20,4 mA Strom 
bzgl. der Helligkeit wird Dir nicht auffallen. LEDs halten im Betrieb 
keine Spannungen, sondern nur Ströme aus.
Gast #2854214
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Die sich einstellend Spannung an der LED (oder anderen Dioden) läßt sich 
graphisch einfach ermitteln.
Die Betriebsspannung teilt sich entsprechend der Reihenschaltung beider 
Elemente (LED, R) auf.
Bei einem 100 Ohm Vorwiderstand und 4V Betriebsspannung ergibt sich die 
blau eingezeichnete Arbeitsgerade (4V/100Ohm = 40mA).
Nach Zeichnung ergibt sich für 100 Ohm also ca. 11mA Diodenstrom bei 
einer Flußspannung von ca. 2.9V.
Ich rate auch erst mal die Grundlagen (zu LED) zu lesen.
Angehängte Dateien:
#2854661
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b35 schrieb:
> Die sich einstellend Spannung an der LED (oder anderen Dioden) läßt sich
> graphisch einfach ermitteln.
> Die Betriebsspannung teilt sich entsprechend der Reihenschaltung beider
> Elemente (LED, R) auf.
> Bei einem 100 Ohm Vorwiderstand und 4V Betriebsspannung ergibt sich die
> blau eingezeichnete Arbeitsgerade (4V/100Ohm = 40mA).
> Nach Zeichnung ergibt sich für 100 Ohm also ca. 11mA Diodenstrom bei
> einer Flußspannung von ca. 2.9V.
> Ich rate auch erst mal die Grundlagen (zu LED) zu lesen.

Ich danke dir!
#2854677
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b35 schrieb:

> Die sich einstellend Spannung an der LED (oder anderen Dioden) läßt sich
> graphisch einfach ermitteln.

[schnipp]

> Ich rate auch erst mal die Grundlagen (zu LED) zu lesen.

Dito!

Wie kommst du auf die merkwürdige Idee, die von dir verwendete Kennlinie 
würde zu exakt dem verbauten LED-Exemplar passen? Fakt ist, daß die 
Kennwerte von LED ziemlich stark streuen, sowohl exemplarabhängig aber 
auch von der Temperatur. Es gibt also gar nicht die Kennlinie für 
einen bestimmten LED Typ, sondern für jedes Exemplar bei einer 
bestimmten Temperatur eine.

Korrekterweise sollten die Hersteller eine Kennlinienschar einzeichnen 
bzw. einen Toleranzbereich, innerhalb dessen alle Exemplare liegen. 
Statt dessen geben sie meist nur die Streuweite in einem Punkt an: als 
U_f bei gegebenem Strom I_f.

Graphisch vorstellbar als eine Gerade (Senkrechte) bei I=I_f (aus dem 
Datenblatt, z.B. 20mA). Dann schneidet die Kennlinie eines LED-Exemplars 
diese Gerade irgendwo zwischen U_f_min und U_f_max.


XL
Gast #2854806
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Er kann nur das verwenden was der Hersteller, das Datenblatt, angibt. 
Toleranzen, Temperaturen etc. sind noch mal ein Thema, das war aber 
nicht die primäre Frage. Im Datenblatt ist 2.8...3.6V @20mA angegeben, 
die Kennlinie kann ja parallel verschoben werden...
#2855825
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Axel Schwenke schrieb:
> Korrekterweise sollten die Hersteller eine Kennlinienschar einzeichnen
> bzw. einen Toleranzbereich, innerhalb dessen alle Exemplare liegen.
> Statt dessen geben sie meist nur die Streuweite in einem Punkt an: als
> U_f bei gegebenem Strom I_f.

Ja, man kann auch zu LEDs ne Wissenschaft machen. Da aber gefühlte 
99,99% aller Anwender LEDs mit Konstantstrom bzw. Vorwiderstand 
betreiben, idR weit weg vom Nennstrom, genügt als Kennlinie die oben 
angegebene bei Nennstrom.
Warum hier selbst das einfachste nichtlineare Bauteil kompliziert 
gemacht werden muss halte ich für eine merkwürdige Idee.

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