Ich wollte den Vorwiderstand für eine IR-LED berechnen und bin durch das
Datenblatt verwirrt worden. Die LED ist nach einem
5V-Festspannungsregler angeschlossen. Die LED wird ohne zusätzliche
Kühlung eingebaut
Hier das Datenblatt
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/181709-da-01-en-IR_LED_5MM_HE1_220AC.pdf
Ich habe 50mA bei 1,6V ausgewählt, da bei Electrical and Optical
Characteristics bei den meisten Werten IF=50mA steht und VFtyp. 1,6V
ist. Daraus ergibt sich der Vorwiderstand von 3,4V/0,05A=68 Ohm.
Nur dass bei Forward Voltage 1,6 V und 100 mA steht verwirt mich, und
das erste Diagramm macht es mir auch nicht leichter.
Habe ich das Datenblatt richtig interpretiert und damit den
Vorwiderstand richtig dimensioniert?
Ein Gast schrieb:> Ich wollte den Vorwiderstand für eine IR-LED berechnen und bin> durch das> Datenblatt verwirrt worden. Die LED ist nach einem> 5V-Festspannungsregler angeschlossen. Die LED wird ohne zusätzliche> Kühlung eingebaut>> Hier das Datenblatt> http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/17...>> Ich habe 50mA bei 1,6V ausgewählt, da bei Electrical and Optical> Characteristics bei den meisten Werten IF=50mA steht und VFtyp. 1,6V> ist. Daraus ergibt sich der Vorwiderstand von 3,4V/0,05A=68 Ohm.> Nur dass bei Forward Voltage 1,6 V und 100 mA steht verwirt mich, und> das erste Diagramm macht es mir auch nicht leichter.>> Habe ich das Datenblatt richtig interpretiert und damit den> Vorwiderstand richtig dimensioniert?
Kannst Du so stehen lassen. Wenn die Uf auf 1,2V runetrgeht erhöht sichd
er Strom etwas, aber das ist noch nicht kritisch, kann ja max 100mA.
rgds
Gregor B. schrieb:> Nimm doch einfach einen BCR405U, das ist eine Konstantstromquelle> mit> 50mA, kostet 24 Cent bei Reichelt.
Und die Toleranz damit ist +/-5mA, die bekommst Du mit dem Widerstand so
auch etwa hin. Ich habe das Gefühl, dass hier in den Foren für die
einfachste LED-Schaltung gleich eine Konstantstromquelle vorgeschlagen
wird. Diese Notwendigkeit hat nie bestanden und wird auch nicht
bestehen. LEDs werden seit -zig Jahren ohne Konstantstromquelle
eingesetzt.
rgds
6A66 schrieb:> Gregor B. schrieb:>> Nimm doch einfach einen BCR405U, das ist eine Konstantstromquelle>> mit>> 50mA, kostet 24 Cent bei Reichelt.>> Und die Toleranz damit ist +/-5mA, die bekommst Du mit dem Widerstand so> auch etwa hin. Ich habe das Gefühl, dass hier in den Foren für die> einfachste LED-Schaltung gleich eine Konstantstromquelle vorgeschlagen> wird. Diese Notwendigkeit hat nie bestanden und wird auch nicht> bestehen. LEDs werden seit -zig Jahren ohne Konstantstromquelle> eingesetzt.>> rgds
Ausnahme: High-Power-LEDs und Spezialanwendungen. Für alle anderen git
Gesagtes.
rgds
Ein Gast schrieb:> Ich wollte den Vorwiderstand für eine IR-LED berechnen und bin durch das> Datenblatt verwirrt worden.http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/181709-da-01-en-IR_LED_5MM_HE1_220AC.pdf> Ich habe 50mA bei 1,6V ausgewählt, da bei Electrical and Optical> Characteristics bei den meisten Werten IF=50mA steht und VFtyp. 1,6V> ist. Daraus ergibt sich der Vorwiderstand von 3,4V/0,05A=68 Ohm.
Das Lesen von Datenblättern mußt du noch üben. Wichtig sind auch die
Überschriften über den Tabellen. "Absolute Maximum Rating" sind die
Grenzwerte, die man nicht überschreiten darf ohne das Ableben des
Bauteils zu riskieren. In deinem Fall relevant: "Forward Current 100mA".
Bei einem Auto wären solche Grenzwerte z.B. die maximale Zuladung oder
die maximale Drehzahl.
Unter "... Characteristics" sind dann Kennwerte aufgelistet. Da diese
oft von den konkreten Betriebsbedingungen abhängen, werden diese jeweils
mit angegeben. So ist bspw. die Helligkeit einer LED in weiten Bereichen
proportional zum Durchlaßstrom. Deswegen ist es nur folgerichtig, daß
z.B. bei "Radiant Intensity" der Durchlaßstrom angegeben ist für den der
Hersteller das gemessen hat. Wieder beim Auto als Vergleich: der
Kraftstoffverbrauch hängt sicher von Zuladung und Geschwindigkeit ab.
> Nur dass bei Forward Voltage 1,6 V und 100 mA steht verwirt mich, und> das erste Diagramm macht es mir auch nicht leichter.
Inwiefern? Das Diagramm auf Seite 5 zeigt eine typische Kennlinie. Da
sind bei 50mA ca. 1.48V und bei 100mA ca. 1.6V. Die Tabelle auf Seite 4
sagt ebenfalls typisch 1.6V bei 100mA. Sagt aber extra noch: max. 2V.
Bessere Datenblätter zeigen in den Diagrammen nicht nur typische Kurven,
sondern schraffieren einen Bereich in dem die Kurve liegen kann. Aber
bei einem so trivialen Bauelement wie einer LED ist das nicht wirklich
nötig.
> Habe ich das Datenblatt richtig interpretiert und damit den> Vorwiderstand richtig dimensioniert?
Die Abweichung ist minimal. Mit 1.48V und 68R komme ich auf 51.8mA. Das
liegt noch weit unterhalb der maximal erlaubten 100mA.
Wenn du ein Exemplar mit besonders hoher Flußspannung erwischt hat, wird
der Strom geringer sein. Nehmen wir mal die 2V bei 100mA und skalieren
einfach linear. Dann bräuchte ein solches Exemplar ca. 1.48V * 2.0V/1.6V
= 1.85V und du kämst auf 46.3mA.
Viel interessanter ist natürlich die Frage, ob die LED auch hell genug
für deinen Zweck ist. Denn schließlich betreibt man LED ja nicht, um
Strom zu verbrauchen, sondern um Licht zu erzeugen.
XL
Erstml ein Danke für die Antworten.
Ja, Datenblätter sind nicht so meine Stärke, aber ich arbeite daran.
Glücklicherweise stehen bei den kritischen Werten von µC immer die
typischen Werte dabei...
Da ich natürlich die LED zum Beleuchten verwenden will, schadet es
nicht, wenn sie heller leuchtet. Da die 100 mA auch IFmax sind, sollte
ich ja auf jeden Fall darunter bleiben. Wie hoch kann ich da ungefähr
gehen?
Meine Überlegung: Da (später) mehrere LEDs flächig angeordnet werden,
erhöht sich durch die Verlustwärme ja auch die Umgebungstemperatur. Ich
nehme da mal bei den zur Zeit sommerlichen Nachttemperaturen von ca 25°C
eine zusätzliche Erwärmung von 20°C an. also Umgebungstemperatur ca
45°C. Aus dem Diagramm IFM-Ta lese ich IFM ca. 80mA. Kann ich da an den
Grenzwert gehen, oder sollte ich noch eine Sicherheit einberechnen (wenn
ja welcher Faktor)?
Was mir nebenbei aufgefallen ist: weshalb ist in dem Diagramm Ie-IF der
Graph ab IF= ca.50mA als gestrichelte Line gezeichnet?
Ein Gast schrieb:> Da ich natürlich die LED zum Beleuchten verwenden will, schadet es> nicht, wenn sie heller leuchtet. Da die 100 mA auch IFmax sind, sollte> ich ja auf jeden Fall darunter bleiben. Wie hoch kann ich da ungefähr> gehen?
Na bis 70mA könnte man bei 50DEG schon gehen (Limit 75mA) unter Risiko
der etwas geringenen Lebensdauer. Ist auch ein Thema der Kühlung an den
Anschlussbeinchen.
Ein Gast schrieb:> sollte ich noch eine Sicherheit einberechnen (wenn> ja welcher Faktor)?
Ja, nimm 5...10% Sicherheit. Je dichter die Dioden desto mehr
Verlustleistung (Berechne di doch mal auf der Fläche) und mache dir ein
Bild. Das ganze durchzusimulieren (genau) ist sehr aufwendig. Abschätzen
geht einfacher, heißt aber etwas mehr Sicherheitsabstand einplanen.
rgds
Ein Gast schrieb:> Was mir nebenbei aufgefallen ist: weshalb ist in dem Diagramm Ie-IF der> Graph ab IF= ca.50mA als gestrichelte Line gezeichnet?
Na weil du bei 75Grad eben nur 50mA darfst.
rgds
Wenn man sich das Datenblatt anschaut, dann sieht man daß das Datenblatt
die Helligkeit bei 50mA angibt und auch das Helligkeits/Strom-Diagramm
über 60 mA gestrichelt ist.
Ich würde bei 50mA, höchstens 60 mA bleiben, zumal wenn die Dioden auch
noch in erhöhter Umgebungstemperatur und gepackt betrieben werden.
Ein Gast schrieb:> Da ich natürlich die LED zum Beleuchten verwenden will, schadet es> nicht, wenn sie heller leuchtet. Da die 100 mA auch IFmax sind, sollte> ich ja auf jeden Fall darunter bleiben. Wie hoch kann ich da ungefähr> gehen?
Kommt drauf an. Der eigentlich wichtige Parameter bei LED ist nicht
der Durchlaßstrom, sondern die Temperatur des LED-Kristalls. Die
eingebrachte Leistung I_f*U_f erwärmt den und über den thermischen
Ersatzwiderstand R_thja wird Wärmeenergie wieder in die Umgebung
zurückgegeben. Je höher jetzt die Umgebungstemperatur ist, desto weniger
Wärme kann abtransportiert werden und desto weniger Leistung darfst du
folglich in die LED stecken. Visualisiert im Diagramm rechts oben auf
Seite 5.
In einem guten Datenblatt würde man auch Werte für die maximale
Kristalltemperatur (englisch meist: junction temperature =
Sperrschichttemperatur) T_jmax und R_thja erwarten. Man kann beide aber
aus dem Diagramm extrapolieren:
Wenn man die fallende Gerade im Diagramm nach rechts verlängert,
schneidet sie die x-Achse bei 125°C. Das ist T_jmax. Der Anstieg der
Gerade steht für R_thja. Rechnen wir der Einfachheit halber mit U_f=1.6V
und betrachten die Punkte I_f=100mA (25°C) und I_f=50mA (75°C). Dann
haben wir Leistungen von 160mW bzw. 80mW bei 25°C bzw. 75°C. Der Anstieg
ergibt sich zu (75°C-25°C)/(160mW-80mW) = 625K/W
> ... also Umgebungstemperatur ca> 45°C. Aus dem Diagramm IFM-Ta lese ich IFM ca. 80mA. Kann ich da an den> Grenzwert gehen, oder sollte ich noch eine Sicherheit einberechnen (wenn> ja welcher Faktor)?
Kommt drauf an wie weit du deiner Schätzung von 45°C traust. Und wieviel
Toleranzen du durch die exemplarabhängige Flußspannung, Toleranzen des
7805 und des Widerstandes etc. noch im Boot hast. Wenn du alle
Toleranzen in Richtung des maximalen Stroms berücksichtigst, dann darfst
du auch dann nicht über den Maximalwert kommen.
> Was mir nebenbei aufgefallen ist: weshalb ist in dem Diagramm Ie-IF der> Graph ab IF= ca.50mA als gestrichelte Line gezeichnet?
Frag ich mich auch. Da über dem Diagramm steht daß es für 25°C ist,
wären 100mA durchaus noch zulässig.
Hast du das Diagramm daneben mal angesehen? Das zeigt wie der
Wirkungsgrad der LED mit steigender Temperatur abnimmt. 25K mehr macht
schon 20% schlechteren Wirkungsgrad. Deswegen ist das Diagramm I_e/I_f
auch gelogen, denn es basiert auf der Annahme einer konstanten
Temperatur an der LED (aka ideale Kühlung)
XL
