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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LEDs in parallel


Autor: Farin U. (farin_u86)
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Hallo,

Habe ein wenig hier gesucht jedoch nicht wirklich das gefunden was ich 
suche....

Ich möchte 12 serielle LEDs in 2 Strings parallel schalten. Gesagt, 
getan und festgestellt das der Strom in den 2 Strings verschieden ist.
Alles noch kein Problem da ich mit zwei Widerständen einen passiven 
Stromausgleich erreichen kann. Jedoch würde ich gern wissen wie man 
diese Widerstände berechnet um bei ca. 10% Stromunterschied landet.

Liebe Grüße

: Verschoben durch Moderator
Autor: Olaf (Gast)
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> Gesagt,
> getan und festgestellt das der Strom in den 2 Strings verschieden ist.

Du hast die Diodenkennlinie entdeckt. Donnerwetter! Sofort Patent 
anmelden.

> Jedoch würde ich gern wissen wie man
> diese Widerstände berechnet um bei ca. 10% Stromunterschied landet.

Du addierst die Flussspannungen deiner Dioden, teilst ein Volt durch den 
gewünschten Strom, schaltest diesen Widerstand noch in Serie und legst 
dann die ebenfalls ausgerechnete Spannung an. Wenn du geschickt und klug 
bist schaffst du es so sogar in die Naehe deiner Wunschspannung zu 
kommen. Wenn du sehr klug bist dann nimmst du keine Spannungsquelle 
sondern eine Stromquelle kannst dann aber den Widerstand einsparen.

Olaf

Autor: Horst (Gast)
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Farin U. schrieb:
> 12 serielle LEDs

Was sind für Dich 'serielle' LEDs? WS2812?
Die hätten alles an Widerständen dabei was nötig ist und brauchen nur 
eine Konstantspannung.

Autor: Horst (Gast)
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Olaf schrieb:
> Wenn du sehr klug bist dann nimmst du keine Spannungsquelle
> sondern eine Stromquelle kannst dann aber den Widerstand einsparen.

Arrogant und falsch.

Was hilft eine Stromquelle wenn sich die Ströme in einer 
Paralleschaltung unterschiedlich aufteilen?
Genau, garnichts.
Wenn dann müsste pro Strang eine Stromquelle her.

Autor: Nicht Horst aber Horstfan (Gast)
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Hallo

was soll man auch von jemanden erwarten der so antwortet ?:

"Du hast die Diodenkennlinie entdeckt. Donnerwetter! Sofort Patent
anmelden."

das geht auch so:

Schön du hast erkannt was die Auswirkungen einer Diodenkennlinie ist - 
eine schöne Leistung das selbstständig zu entdecken ohne einfach nur 
Texte zu lesen.

Oder halt ähnlich.

Auch Jugendlich und Erwachsene müssen gelobt und gefördert werden - 
leider gibt es in den Foren viel zu viele arrogante, passendes 
Schimpfwort wählen, Typen wie dich - pfui bleib in deiner Ecke "lieber" 
Olaf.

Nicht Horst aber Horstfan

Autor: Farin U. (farin_u86)
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Danke erstmal ... vieleicht wird es ja noch besser... 🤞😂.

Die LEDs werden von einer Stromquelle versorgt.

Ich habe in einem App Note gesehen das man im Falle einer Stromquelle 
auch Serienwiderstände benutzt...

LG

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Farin U. schrieb:
> Ich habe in einem App Note gesehen das man im Falle einer Stromquelle
> auch Serienwiderstände benutzt...
Mal einen Schritt zurück zur Theorie:
Wenn du eine Spanung hast und willst die aufteilen, dann nimmst du einen 
Spannungsteiler.
Du hast aber eine Stromquelle und willst den Strom aufteilen, deshalb 
brauchst du einen Stromteiler: https://de.wikipedia.org/wiki/Stromteiler

Wenn du an 1 Stromquelle 2 gleiche Verbraucher anschließt, dann teilt 
sich der Strom gleich auf. Wenn du 2 leicht unterschiedliche 
Verbraucher hast, dann bekommt der mit dem geringeren Widerstand mehr 
Strom ab.
Das wäre die lineare Betrachtung. Jetzt ist es aber so, dass eine 
Diodenkennlinie aus einer Offsetspannung une einem draufgesetzten 
(nichtlinearen) Widerstand besteht.

In deinem Fall lässt der eine Zweig durch leichte Toleranzen bei 
gleicher Spannung mehr Strom durch als der andere. Du musst also 
"eigentlich" nur in diesem Zweig einen Widerstand zusätzlich einfügen, 
dann haben beide den gleichen Strom.

Aaaaber: das gilt nur bei genau dieser jetzigen Temperatur. Denn wenn 
die LED warm oder heiß werden, dann ändert sich auch deren 
Durchlassspannung und der Innenwiderstand. Das ganze Gebilde ist also 
ziemlich "wackelig" unterwegs.

Du müsstest dagegen pro Strang einen möglichst hochohmigen Vorwiderstand 
einfügen. Denn eine "ideale" Stromquelle hat eben einen "unendlich" 
großen Innenwiderstand. Und je weiter du vom "Ideal" wegkommst, desto 
schlechter wird die Stromquelle.

Fazit: ich würde für einen sicheren und zuverlässigen Betreib pro Strang 
eine Stromquelle vorsehen.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Hmm (Gast)
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Farin U. schrieb:
> Hallo,
>
> Habe ein wenig hier gesucht jedoch nicht wirklich das gefunden was ich
> suche....
>
> Ich möchte 12 serielle LEDs in 2 Strings parallel schalten. Gesagt,
> getan und festgestellt das der Strom in den 2 Strings verschieden ist.
> Alles noch kein Problem da ich mit zwei Widerständen einen passiven
> Stromausgleich erreichen kann. Jedoch würde ich gern wissen wie man
> diese Widerstände berechnet um bei ca. 10% Stromunterschied landet.
>
> Liebe Grüße

Man kann z.B. einfach für jede LED die Streuung von Vf als Spannung am 
Widerstand festlegen. Damit sind wir bisher gut gefahren - das wird 
sogar an den Testadaptern vermessen und protokolliert.

Aber:
Eine genaue Rechenvorschrift ist nicht einfach anzugeben, das hängt auch 
davon ab, wie sich die Temperaturen auf deiner Platine verteilen. Wenn 
die LED sich stark unterschiedlich erwärmen, kann mehr nötig sein, als 
auf ALU-Leiterplatten. Da hilft nur messen. Im Gehäuse natürlich.

Was klar sein muss: Auf die Art kann man die LED thermisch nicht voll 
ausfahren, weil man mit einiger Streuung rechnen muss.

Warum man sowas macht:
Wir haben oft Beleuchtungen mit z.B. 30 LED mit je 20mA für irgenwelche 
Hinterleuchtungen in verschiedenen Farben. Und das von 24V +-15% weg. In 
Serie wäre die Spannung dann recht hoch (das mag der TÜV nicht), und für 
je 5-6 LED einen eigenen Buck-Stromregler wäre zu teuer. Linear regeln 
wäre kostenmässig tragbar, aber viel zu heiß.
Dann können solche Klimmzüge lohnend sein.

Autor: Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Farin U. schrieb:
> Die LEDs werden von einer Stromquelle versorgt.

Das ist leider nicht präzise genug; als Stromquelle werden auch 
Batterien, USB-Netzteile etc. bezeichnet.

So etwas ist zwar insofern eine Stromquelle, als daß es unter Belastung 
einen Strom fließen lässt, aber die wesentliche Größe ist die Spannung, 
die hier weitestgehend konstant bleibt.

Ein großer Unterschied dazu ist eine Konstantstromquelle, das ist ein 
Ding, das versucht ist, immer den gleichen Strom fließen zu lassen und 
dafür in Abhängigkeit von der Last die Spannung ändert.

So etwas ist perfekt für LEDs, denn deren Helligkeit hängt vom 
fließenden Strom ab. Wie hoch die Spannung ist, bei der ein bestimmter 
Strom fließt, hängt von der grundlegenden Konstruktion der LED ab (rote 
LEDs benötigen andere Spannungen als blaue, um nur ein Beispiel zu 
nennen) und schwankt aber auch zwischen verschiedenen Produktionschargen 
ein und derselben LED-Type.

Deswegen ist das Parallelschalten von LEDs eine schlechte Idee, das 
funktioniert nur dann halbwegs brauchbar, wenn man LEDs mit wirklich 
exakt der gleichen Charakteristik und Kennlinie erwischt.

Mit einer Konstanstromquelle hat man diese Probleme nicht, da schaltet 
man so viele LEDs in Reihe, wie die Betriebsspannung der 
Konstantstromquelle erlaubt.


Siehe auch:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstants...

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Farin U. schrieb:
> Jedoch würde ich gern wissen wie man
> diese Widerstände berechnet um bei ca. 10% Stromunterschied landet.

Eine LED hat den höchsten Spannungsabfall bei Nennstrom (sagen wir a) 
eine andere LED den geringsten (sagen wir b), das können die Angaben Vf 
min max aus dem Datenblatt sein wenn du noch keine LEDs hast oder real 
gemessene Werte, und dann

(|(a-b)|*10)/I

Also Betrag der Differenz, mal 10 (wegen deiner 10%), geteilt durch den 
Nennstrom

z.B. 3.0V und 3.4V bei 20mA -> 200 Ohm.

An die Schaltung
[pre]
   +--|>|--200R--+
---+  LEDs       +--
   +--|>|--200R--+
[/üre]
musst du dann 3.2V+4V = 7.4V anlegen, z.B. aus einer 40mA 
Konstantstromquelle, damit auch genügend headroom existiert um den Strom 
ausreichend genau nur über passive Widerstände auteilen zu können.

Hast du keine ausreichend hohe Spannung, geht es mit passiven 
Widerständen nicht.

Du könntest dann höchsten die Differenz einzeln bekämpfen, bei den 
angegebenen LEDs (3.0V und 3.4V 20mA) also vor die 3.0V LED einen 
Widerstand von 20 Ohm setzen. Dann teilt sich der Strom in DIESEM Fall 
gleich auf (theoretisch sorgar exakt und nicht bloss auf 10%), aber was 
bei Temperaturänderungen wird (vielleicht bleibt es unter 10%, das ist 
eine begründete Hoffnung), oder gar wenn eine LED kaputt geht und man 
sie gegen eine andere derselben Typennummer ersetzt passiert ist 
undefiniert.

Autor: Karl (Gast)
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Lothar M. schrieb:
> In deinem Fall lässt der eine Zweig durch leichte Toleranzen bei
> gleicher Spannung mehr Strom durch als der andere.

Und wenn ein Zweig ausfällt, weil eine der Dioden aufgibt, treibt die 
Stromquelle den ganzen Strom - oder soviel wie geht - durch den anderen 
Zweig. Der dann auch ausfällt.

Lothar M. schrieb:
> ich würde für einen sicheren und zuverlässigen Betreib pro Strang
> eine Stromquelle vorsehen.

Genau so.

Autor: Farin U. (farin_u86)
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Sorry .. es handelt sich um eine Konstantstromquelle.
Die LEDs haben eine Vorwärtsspannung von 3V und einen Strom von 500 - 
1500 mA.

Autor: Mikro 7. (mikro77)
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Lothar M. schrieb:
> Aaaaber: das gilt nur bei genau dieser jetzigen Temperatur. Denn wenn
> die LED warm oder heiß werden, dann ändert sich auch deren
> Durchlassspannung und der Innenwiderstand. Das ganze Gebilde ist also
> ziemlich "wackelig" unterwegs.

Wieviel macht denn eigentlich die Temperaturschwankung aus? Wir nehmen 
also unsere LEDs, messen die für den gewünschten Strom und der 
Zieltemperatur aus und passen die Schaltung (Widerstände) entsprechend 
an. Nun schwankt die Umgebungstemperatur sagen wir mal zwischen 0°C und 
30°C (offener Aufbau). Welche Auswirkungen hat das auf die 
Verlustleistung an der LED? Hat jemand Praxiswerte oder 
Beispielrechnungen für irgendeine Widerstandsschaltung mit irgendeiner 
LED um dafür mal einen Eindruck zu bekommen?

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Mikro 7. schrieb:
> Nun schwankt die Umgebungstemperatur sagen wir mal zwischen 0°C und
> 30°C (offener Aufbau

Tja, aber die Temperatur einer 5W LED gaht auch locker auf 150 GradC 
wenn die perfekte Kühlung fehlt.

Autor: Hmm (Gast)
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Mikro 7. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Aaaaber: das gilt nur bei genau dieser jetzigen Temperatur. Denn wenn
>> die LED warm oder heiß werden, dann ändert sich auch deren
>> Durchlassspannung und der Innenwiderstand. Das ganze Gebilde ist also
>> ziemlich "wackelig" unterwegs.
>
> Wieviel macht denn eigentlich die Temperaturschwankung aus? Wir nehmen
> also unsere LEDs, messen die für den gewünschten Strom und der
> Zieltemperatur aus und passen die Schaltung (Widerstände) entsprechend
> an. Nun schwankt die Umgebungstemperatur sagen wir mal zwischen 0°C und
> 30°C (offener Aufbau). Welche Auswirkungen hat das auf die
> Verlustleistung an der LED? Hat jemand Praxiswerte oder
> Beispielrechnungen für irgendeine Widerstandsschaltung mit irgendeiner
> LED um dafür mal einen Eindruck zu bekommen?

Es kommt nicht auf die absolute Temperatur der Schaltung an, sondern auf 
die Differenz zwischen den verschiedenen Strängen.

Der TK der einzelnen LED ist etwa gleich (man schaltet ja identische LED 
"parallel"), die absolute Spannung an den parallel geschalteten Strängen 
regelt uns ja der Stromregler richtig hin.
Wir müssen die Differenzen ausgleichen, und so dafür sorgen, dass sich 
der Strom gleichmäßig aufteilt - mit einem Serienwiderstand.

Der TK kann mit -2mV/K angenommen werden, steht aber oft im Datenblatt. 
Bei 5 LED in Serie und 20°C Differenz zwischen zwei Strängen macht das 
bei der Spannung so 200mV aus.
Nimmt man 100Ohm zur Symmetrierung, würde das eine Differenz von 2mA 
ausmachen. Das kann viel sein, oder vernachlässigbar. Je nachdem, was in 
den Strängen fließt. Dazu kommt, die LED haben einen diff. 
Innenwiderstand, aber der hilft uns aber.
Daran sieht man sofort, dass es ohne Symmetrierwiderständen meist nicht 
gut funktioniert - der heiße Strang würde mehr Strom bekommen (und 
heißer werden).

Dazu kommt aber noch die Fertigungstoleranz der LED, die muss man auch 
ausgleichen.
Man muss eben einen Kompromiss finden, aus zu viel Spannung am 
Symmetrierwiderstand und der Genauigkeit.

Autor: Hmm (Gast)
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Michael B. schrieb:
> Mikro 7. schrieb:
>> Nun schwankt die Umgebungstemperatur sagen wir mal zwischen 0°C und
>> 30°C (offener Aufbau
>
> Tja, aber die Temperatur einer 5W LED gaht auch locker auf 150 GradC
> wenn die perfekte Kühlung fehlt.

Stränge aus 5W-LEDs schaltet kein geistig gesunder Mensch parallel.

Überleg mal, was man da an Energie verheizen müsste.

Wenn, dann tut man sowas für viele kleine LED. Im Bereich <50mA oder so.

Autor: BnE (Gast)
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Hallo "Hmm"

zwei Fragen zu deinem Post

Hmm schrieb:
> Man kann z.B. einfach für jede LED die Streuung von Vf als Spannung am
> Widerstand festlegen.

Den Satz verstehe ich nicht. Offenbar wird jede LED einzeln betrachtet, 
oder? Bekommt dann jede LED einen eigenen Widerstand zur individuellen 
Kompensation? Es müsste  doch reichen wenn man das immer für einen 
Strang serieller LEDs macht wie hier ja auch diskutiert wird. Es 
interessiert mich was ihr da anders macht.

Hmm schrieb:
>  In Serie wäre die Spannung dann recht hoch (das mag der TÜV nicht)

Auch die Frage rein aus Interesse: Was hat der TÜV gegen "hohe" 
Spannungen, wenn diese doch auf jeden Fall unter 24V bleiben?

Autor: Mikro 7. (mikro77)
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Hmm schrieb:
> Der TK der einzelnen LED ist etwa gleich (man schaltet ja identische LED
> "parallel"), die absolute Spannung an den parallel geschalteten Strängen
> regelt uns ja der Stromregler richtig hin.
> Wir müssen die Differenzen ausgleichen, und so dafür sorgen, dass sich
> der Strom gleichmäßig aufteilt - mit einem Serienwiderstand.

Genau. Und das messen wir aus bei den Zielwerten (sagen wir mal bei 20°C 
Raumtemperatur) und dimensionieren dafür den Widerstand.

Der Einfachheit halber nehmen wir nun an, dass lediglich die 
Raumtemperatur schwankt (0..30°C) und diese lediglich auf die Kennlinie 
der LEDs wirkt (und nix anderes aus der Schaltung).

> Der TK kann mit -2mV/K angenommen werden, steht aber oft im Datenblatt.
> Bei 5 LED in Serie und 20°C Differenz zwischen zwei Strängen macht das
> bei der Spannung so 200mV aus.
> Nimmt man 100Ohm zur Symmetrierung, würde das eine Differenz von 2mA
> ausmachen. Das kann viel sein, oder vernachlässigbar. Je nachdem, was in
> den Strängen fließt. Dazu kommt, die LED haben einen diff.
> Innenwiderstand, aber der hilft uns aber.

Ok. Mach ein konkretes Beispiel. Was wird passieren? Wie gesagt, es geht 
darum einen ersten Eindruck zu erhalten.

Autor: Hmm (Gast)
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BnE schrieb:
> Hallo "Hmm"
>
> zwei Fragen zu deinem Post
>
> Hmm schrieb:
>> Man kann z.B. einfach für jede LED die Streuung von Vf als Spannung am
>> Widerstand festlegen.
>
> Den Satz verstehe ich nicht. Offenbar wird jede LED einzeln betrachtet,
> oder? Bekommt dann jede LED einen eigenen Widerstand zur individuellen
> Kompensation? Es müsste  doch reichen wenn man das immer für einen
> Strang serieller LEDs macht wie hier ja auch diskutiert wird. Es
> interessiert mich was ihr da anders macht.

Man kann als Daumenregel N*(VF(max) - VF(min)) verwenden. Vf ist dann 
die Flussspannung bei 25°C. Problem: Das ist eine Bauernregel und recht 
konservativ dazu.

> Hmm schrieb:
>>  In Serie wäre die Spannung dann recht hoch (das mag der TÜV nicht)
>
> Auch die Frage rein aus Interesse: Was hat der TÜV gegen "hohe"
> Spannungen, wenn diese doch auf jeden Fall unter 24V bleiben?

Man kann einen Stromregler in Boost-Topologie verwenden, und einfach 
alle LED in Serie schalten. Der Boost-Regler stellt die Spannung so hoch 
ein, wie sie benötigt wird. Bei 30 blauen LED wären das schnell über 
100V.

Was das Beispiel angeht:
War doch eines. Haben zwei LED-Strängeierwiderstand 2mA Stromdifferenz.

Haben die LED 10mA, ist das viel, bei 30mA ist das möglicherweise 
akzeptabel.
Ich schlage vor, das grob abzuschätzen und dann in der Applikation zu 
vermessen. Die Temperaturen wird man nicht vorab genau berechnen können. 
Widerstände lassen sich leicht per Stückliste ändern...

Autor: BlaBla (Gast)
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Boah.... man nimmt zwei Konstantstromquellen. Die kann man mit je einem 
Transistor und ein paar Widerständen aus der Grabbelkiste bauen.

Autor: BnE (Gast)
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Hmm schrieb:
> Man kann als Daumenregel N*(VF(max) - VF(min)) verwenden. Vf ist dann
> die Flussspannung bei 25°C. Problem: Das ist eine Bauernregel und recht
> konservativ dazu.

...und die N*(VF(max) - VF(min)) * I = R ist der gewählte Vorwiderstand?

Das finde ich ist aber wenig, also das Gegenteil von Konservativ. Aber 
vielleicht habe ich es noch nicht richtig verstanden.

Nehmen wir das Beispiel von 6 LEDs je Strang a 3V und 1A. Nehmen wir 
auch an, dass die Streuung bei +-0.1V liegt und schlechtestmöglich auf 
die Stränge verteilt ist. Dann hat ein Strang 17.4V und der andere 
18.6V.

Nun schalte ich die parallel an eine 2A Stromquelle und gebe jedem einen 
Vorwiderstand von 1.2 Ohm mit, weil
6*(3.1 - 2.9)V * 1A = 1.2 Ohm

Es ergeben sich zwei Gleichungen die ich auflösen kann:

1. Summe des Stroms ist konstant
I1 + I2 = 2A

2. Spannung an den parallel geschalteten Strängen ist gleich
I1*1.2Ohm + 17.4V = I2*1.2Ohm + 18.6V

Das ergibt die Ströme
I1 = 0.5A
I2 = 1.5A

Jetzt könnte die Streuung viel wohlwollender auf die Stränge verteilt 
sein und die Spannungsdifferenz ist in Summe geringer, z.B. 17.9V und 
18.1V. Damit komme ich dann mit immer noch 1.2Ohm auf
I1 = 0.917A
I2 = 1.083A

Ist das ausreichend? Vielleicht. Es gehört aber etwas Glück bzgl. der 
Verteilung dazu.

Wenn jetzt die maximale Streuung auch noch geringer wäre würde das 
vermutlich nichts verändern, weil dann ja auch der Vorwiderstand 
entsprechend kleiner berechnet wird. Das habe ich aber nicht 
nachgerechnet.

Autor: Georg M. (g_m)
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Farin U. schrieb:
> Ich möchte 12 serielle LEDs in 2 Strings parallel schalten.

Richtig. Bei Niedervoltlampen werden LEDs immer seriell-parallel 
geschaltet.

Autor: JE (Gast)
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Vielleicht hast du ja auch Glück, und deine Stromquelle liefert genug 
Spannung um die beiden Ketten in Reihe zu betreiben. Dann erübrigt sich 
die ganze Diskussion.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Hmm schrieb:
> Stränge aus 5W-LEDs schaltet kein geistig gesunder Mensch parallel.

Tja.

Farin U. schrieb:
> Die LEDs haben eine Vorwärtsspannung von 3V und einen Strom von 500 -
> 1500 mA.

3 * 1.5 = 4.5

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Georg M. schrieb:
> Bei Niedervoltlampen werden LEDs immer seriell-parallel geschaltet.
Merke: "Immer" stimmt "nie"!

Die LEDs dort sind (wie auch auf COB-LED-Chips) parallel und seriell 
geschaltet. Und jetzt fahre die Spannung an so einem Chip mal langsam 
hoch: das fängt eine einzelne LED zu leuchten an, dann eine zweite, bis 
zum Schluss mal alle leuchten. Von "gleichmäßig" ist das weit entfernt, 
man sieht es nur nicht mehr...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Mikro 7. (mikro77)
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Lothar M. schrieb:
> Die LEDs dort sind (wie auch auf COB-LED-Chips) parallel und seriell
> geschaltet. Und jetzt fahre die Spannung an so einem Chip mal langsam
> hoch: das fängt eine einzelne LED zu leuchten an, dann eine zweite, bis

Richtig.

> zum Schluss mal alle leuchten. Von "gleichmäßig" ist das weit entfernt,
> man sieht es nur nicht mehr...

...und dann ist es möglicherweise für den Betrachter auch nicht 
relevant!?

Autor: ArnoR (Gast)
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Lothar M. schrieb:
> bis
> zum Schluss mal alle leuchten. Von "gleichmäßig" ist das weit entfernt,
> man sieht es nur nicht mehr...

So schlimm wie immer behauptet wird, ist das gar nicht. Im Anhang mal 2 
Bilder von umgebauten Handlampen mit etlichen LEDs parallel.

Im ersten Bild sind 7 5W-COB-LEDs parallel (auf jeder COB-LED 2 Stränge 
je 5 LEDs in Reihe) und werden in der Summe mit 3W betrieben. 
Belichtungszeit 1/2000s.

Im zweiten Bild ist eine Riesen-COB-LED (50W, 95mm Durchmesser) mit 100 
LEDs in 10 Strängen je 10 Stück in Reihe, die ebenfalls mit 3W betrieben 
wird. Belichtungszeit 1/1000s.

Autor: MM (Gast)
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ArnoR schrieb:
> So schlimm wie immer behauptet wird, ist das gar nicht.

Das zu verallgemeinern ist nicht gut. Denn genau solche Aussagen lassen 
das Thema immer wieder hochkommen. Wenigstens beim Selberbauen sollte 
man es richtig machen. Der Mehraufwand bringt den Bastler nicht um, die 
Industrie scheinbar schon mangels kontinuierlichem Neukauf wegen 
defekter Leuchtmittel.

Entscheidend für bischen Lebensdauer im Sparherstellungsmodus ist das I 
zu Uf-Verhalten. Hast du das mal gemessen bei deinen LEDs? Würde mich 
interessieren ob noch etwas Knick in der Kennlinie zu sehen ist.

Autor: ArnoR (Gast)
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MM schrieb:
> ArnoR schrieb:
>> So schlimm wie immer behauptet wird, ist das gar nicht.
>
> Das zu verallgemeinern ist nicht gut.

Was meinst du damit? Meine Aussage, oder die ebenso verallgemeinernde 
Aussage von Lothar? Ich habe meine wenigstens an typischen Beispielen 
belegt. Glaubst du, dass die Hersteller von COB-LEDs alle blöd sind und 
nur die "Unterschieds- und Thermodriftfanatiker" Recht haben?

MM schrieb:
> Wenigstens beim Selberbauen sollte man es richtig machen.

Gefällt dir die Parallelschaltung an meiner Bastelei nicht? Die 
funktioniert, denn das vielbeschworene thermische Weglaufen bis zur 
Zerstörung der LED mit der geringsten Flussspannung kann gar nicht 
auftreten.

MM schrieb:
> das I
> zu Uf-Verhalten. Hast du das mal gemessen bei deinen LEDs?

An einer einzigen COB-LED hab ich`s gemessen, um den Treiber 
entsprechend auszulegen. Die restlichen parallel geschalteten COBs sind 
nur an einem einzigen Punkt ausgemessen, um Ausreißer festzustellen. Es 
war bei 10 gekauften keiner dabei.

> Würde mich
> interessieren ob noch etwas Knick in der Kennlinie zu sehen ist.

Relativ flacher Verlauf, so wie man es bei der Reihenschaltung einiger 
Dioden auch erwarten kann.

Autor: MM (Gast)
Datum:

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ArnoR schrieb:
> Was meinst du damit? Meine Aussage, oder die ebenso verallgemeinernde
> Aussage von Lothar?

Das verallgemeinerte "nicht machen" finde ich persönlich besser als das 
verallgemeinerte "geht schon". (Es geht um den Inhalt, nicht um deine 
Person. Wenn du dir also auf die Füße getreten vorkommst, das war nicht 
meine Absicht.)

Das du positive Beispiele vor dir liegen hast freut mich für dich - ich 
hatte schon mehr als genügend negative Beispiele mit ausgefallenen 
Teilbereichen vor mir.

ArnoR schrieb:
> An einer einzigen COB-LED hab ich`s gemessen, um den Treiber
> entsprechend auszulegen. Die restlichen parallel geschalteten COBs sind
> nur an einem einzigen Punkt ausgemessen, um Ausreißer festzustellen. Es
> war bei 10 gekauften keiner dabei.

Du hast für dein Ergebnis Aufwand getrieben, den ein Hersteller 
wahrscheinlich nicht betreibt.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Nicht Horst aber Horstfan schrieb:

> Schön du hast erkannt was die Auswirkungen einer Diodenkennlinie ist

...und das ganz ohne die gefühlt 1000 Beiträge, die über dieses
Thema bereits im Forum stehen...

Autor: ArnoR (Gast)
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MM schrieb:
> Das verallgemeinerte "nicht machen" finde ich persönlich besser als das
> verallgemeinerte "geht schon".

Es kann berechnet werden was geht und was nicht. Die Diskussionen hier 
gehen oft von einer falschen Vorstellung der Vorgänge aus und kommen 
damit auch zu falschen Ergebnissen.

Autor: Mikro 7. (mikro77)
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ArnoR schrieb:
> Es kann berechnet werden was geht und was nicht. Die Diskussionen hier
> gehen oft von einer falschen Vorstellung der Vorgänge aus und kommen
> damit auch zu falschen Ergebnissen.

Ich habe das Gefühl, dass hier zum Teil (sowie in den anderen "1000" 
gefühlten Beiträgen) gepredigt statt argumentiert wird.

Die Möglichkeit, die Baulemente in der Hobbyelektronik auszumessen und 
daran aufbauend zu verschalten wird imho ignoriert. Natürlich muss man 
auch damit rechnen, aber zumindest hat man zumindest ein paar Kennlinien 
die wesentlich präziser sind, als in den Datenblättern angegeben.

: Bearbeitet durch User
Autor: Falk B. (falk)
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@ArnoR (Gast)

>Aussage von Lothar? Ich habe meine wenigstens an typischen Beispielen
>belegt.

Die gibt es. Siehe

https://www.mikrocontroller.net/articles/LED#Paral...


>Glaubst du, dass die Hersteller von COB-LEDs alle blöd sind und
>nur die "Unterschieds- und Thermodriftfanatiker" Recht haben?

Weder noch.

>funktioniert, denn das vielbeschworene thermische Weglaufen bis zur
>Zerstörung der LED mit der geringsten Flussspannung kann gar nicht
>auftreten.

Naja, kann gar nicht ist ein wenig extrem. Wie hoch die Drift ist, hast 
du nicht direkt gemessen.

>An einer einzigen COB-LED hab ich`s gemessen,

Kennlinie?

>> interessieren ob noch etwas Knick in der Kennlinie zu sehen ist.

>Relativ flacher Verlauf, so wie man es bei der Reihenschaltung einiger
>Dioden auch erwarten kann.

So eine Hausfragenlyrik kannst du dir sparen. Zeig uns eine gescheite 
Kennlinie. Du hast sie ja gemessen.

Autor: ArnoR (Gast)
Datum:

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Falk B. schrieb:
> Naja, kann gar nicht ist ein wenig extrem. Wie hoch die Drift ist, hast
> du nicht direkt gemessen.

Es gibt genug Datenblätter weißer LEDs, aus denen man die thermische 
Drift der Flussspannung entnehmen kann, mehr braucht man nicht. Mich 
interessiert nur, dass die Anordnung thermisch stabil ist, also kein 
thermisches Hochlaufen stattfindet. Und genau so ist es in der Praxis 
auch.

Falk B. schrieb:
>>> interessieren ob noch etwas Knick in der Kennlinie zu sehen ist.
>
>>Relativ flacher Verlauf, so wie man es bei der Reihenschaltung einiger
>>Dioden auch erwarten kann.
>
> So eine Hausfragenlyrik kannst du dir sparen. Zeig uns eine gescheite
> Kennlinie. Du hast sie ja gemessen.

Hausfrauenlyrik, ja Falk eben. Die Antwort war einfach der Frage 
angepasst:

"interessieren ob noch etwas Knick in der Kennlinie zu sehen ist."

Außerdem, was bringt dir die Kennlinie? Die ist halt so wie wenn man 
entsprechend weiße LEDs in Reihe schaltet. Was hast du denn gedacht?

Mikro 7. schrieb:
> Ich habe das Gefühl, dass hier zum Teil (sowie in den anderen "1000"
> gefühlten Beiträgen) gepredigt statt argumentiert wird.

Das hatte ich gemeint.

Autor: Falk B. (falk)
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@ ArnoR (Gast)

>> Naja, kann gar nicht ist ein wenig extrem. Wie hoch die Drift ist, hast
>> du nicht direkt gemessen.

>Es gibt genug Datenblätter weißer LEDs, aus denen man die thermische
>Drift der Flussspannung entnehmen kann, mehr braucht man nicht.

Doch, man braucht zur Untermauerung seines (deines!) Arguments mal ein 
paar handfeste Zahlen mit Rechnung und ggf. Messung. Dieser ewige 
Verweis "steht alles im Datenblatt/Internet" ist wertlos!

>interessiert nur, dass die Anordnung thermisch stabil ist, also kein
>thermisches Hochlaufen stattfindet. Und genau so ist es in der Praxis
>auch.

Manchmal, aber nicht immer. Nämlich dann, wenn die Leute mitgedacht und 
die Effekte berücksichtigt haben oder weil sie auf grund diverser 
Umstände Glück hatten.

>> So eine Hausfragenlyrik kannst du dir sparen. Zeig uns eine gescheite
>> Kennlinie. Du hast sie ja gemessen.

>Hausfrauenlyrik, ja Falk eben. Die Antwort war einfach der Frage
>angepasst:

>"interessieren ob noch etwas Knick in der Kennlinie zu sehen ist."

Du weichst aus. Super! Hast du nun eine Kennlinie gemessen oder nicht?
ICH hab das schon mehrfach!

https://www.mikrocontroller.net/attachment/151822/...

Beitrag "LED Statistik"

>Außerdem, was bringt dir die Kennlinie? Die ist halt so wie wenn man
>entsprechend weiße LEDs in Reihe schaltet. Was hast du denn gedacht?

Geschwätz!

Autor: ArnoR (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Doch, man braucht zur Untermauerung seines (deines!) Arguments mal ein
> paar handfeste Zahlen mit Rechnung und ggf. Messung. Dieser ewige
> Verweis "steht alles im Datenblatt/Internet" ist wertlos!

> Manchmal, aber nicht immer. Nämlich dann, wenn die Leute mitgedacht und
> die Effekte berücksichtigt haben oder weil sie auf grund diverser
> Umstände Glück hatten.

Das hat nichts mit Glück zu tun, man kann es berechnen. Und Angaben im 
Datenblatt sind nicht wertlos, sondern die Basis der Dimensionierung, 
das solltest du eigentlich wissen.

Die thermische Drift einer LED wirkt wie ein negativer Innenwiderstand 
der Größe Ri=TKUf*UV*Rth, wobei TKUf der Temperaturkoeffizient der 
Durchlassspannung ist, UV die Versorgungsspannung der LED und Rth der 
Wärmewiderstand zwischen Sperrschicht und Umgebung.

Dem steht der positive Innenwiderstand (Bahnwiderstand Rb) der LED 
entgegen, den man dem Datenblatt bei hohen Strömen entnehmen kann.

Die LED ist thermisch stabil, wenn Rb>|Ri|. Man muss also nur für 
passende Wärmeabfuhr sorgen, das war´s.

Autor: Falk B. (falk)
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@ ArnoR (Gast)

>> Manchmal, aber nicht immer. Nämlich dann, wenn die Leute mitgedacht und
>> die Effekte berücksichtigt haben oder weil sie auf grund diverser
>> Umstände Glück hatten.

>Das hat nichts mit Glück zu tun, man kann es berechnen.

Sicher.

>Und Angaben im
>Datenblatt sind nicht wertlos, sondern die Basis der Dimensionierung,
>das solltest du eigentlich wissen.

Na dann rechne mal vor.

>Die LED ist thermisch stabil, wenn Rb>|Ri|. Man muss also nur für
>passende Wärmeabfuhr sorgen, das war´s.

Rechnung mit konkreten Zahlen?

Autor: ArnoR (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Rechnung mit konkreten Zahlen?

Ist jetzt nicht dein ernst, oder etwa doch? Na bitte sehr:

Beispiel: Lumiled Luxeon 2. Gen CoB 1203, weil der Hersteller 
dankenswerter Weise die Kennlinien bis zu doppelten Nenndurchlassstrom 
zeigt und man so bequem den Bahnwiderstand Rb ablesen kann.

Die Kennliniensteilheit nimmt bei großen Strömen nicht mehr zu, sie wird 
also durch den inneren Bahnwiderstand begrenzt. Der Bahnwiderstand ist 
dort Rb=dUf/dIf=2V/200mA=10Ohm.

Der TKUf ist im DB mit -16mV/K angegeben. Betreibt man die LED in der 
vielfachen Parallelschaltung mit anderen LEDs oder an Konstantspannung 
mit Uv=34,5V (Nennwert), dann muss der Wärmewiderstand 
Rth<Rb/(Uv*TKUf)=10/(34,5*0,016)=18,1K/W sein.

Autor: MM (Gast)
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So eine Antwort hätte eher kommen können.

Nicht so ein abwertendes

ArnoR schrieb:
> Die Antwort war einfach der Frage
> angepasst:
>
> "interessieren ob noch etwas Knick in der Kennlinie zu sehen ist."

Du weißt genau wie das gemeint war. Und nicht jede LED hat so hohe 
Bahnwiderstände die das parallel betreiben erst einigermaßen 
ermöglichen. Der Vorwiderstand zur Stromverteilung ist EINGEBAUT!

Autor: ArnoR (Gast)
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MM schrieb:
> Nicht so ein abwertendes...

Immer ruhig bleiben. Das war gar nicht abwertend gemeint, sondern 
einfach nur so wie in einem Gespräch, ohne dass man einen Kurvenschrieb 
in der Hand hat.

Ich habe extra nicht meine gemessenen Daten, sondern die eines für 
Jeden einsehbaren Datenblattes verwendet, um mich nicht dem Vorwurf 
auszusetzen, ich hätte die so "gemacht" das es passt.

Autor: Karl (Gast)
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ArnoR schrieb:
> Die restlichen parallel geschalteten COBs sind
> nur an einem einzigen Punkt ausgemessen, um Ausreißer festzustellen. Es
> war bei 10 gekauften keiner dabei.

Da hast Du Glück gehabt. Nun ist "Glück" vielleicht bei Chinesen eine 
akzeptable Herangehensweise, wenn man noch einen Keks dazulegt. Ich 
würde meine Geräte nicht auf "Glück" dimensionieren.

Ich hatte schon Unterschiede von 1V über 3-LED-Reihenschaltung 
(10V-COB-LED), bei LED aus einer Charge. Gleicht das der interne 
Widerstand auch noch aus?

Autor: Farin U. (farin_u86)
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Danke für die vielen Antworten. Werde das mal am Wochenende durchgehen.

Werde dann auch nochmal genauer beschreiben was ich erreichen will, 
welche Bauteile ich verwende und wo der Schuh drückt. Habe da ein wenig 
wiedersprüchliches im Datenblatt und beim Binning gesehen. Jedenfalls 
macht es für mich keinen Sinn...

Trotzdem erstmal Danke

Autor: Farin U. (farin_u86)
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Hallo wie versprochen mehr Hintergrundinformationen..

Die 24 LEDs sind wie gesagt in Reihe geschaltet (12) und dann eben 
paralell in 2 Strings. Die LEDs werden auf einem Aluminium PCB sitzen.

Ich verwende als LED Cree XPGBWT-L1-0000-00GE2. Im Datenblatt finde ich 
folgende Kennlinie (siehe attacheched Screenshot). Dann finde ich in der 
Binning Information folgendes (siehe attacheched Screenshot).

Wie man sieht ist die UI Kennlinie um 350mA @ 2.8V. Die LED ist in 
performance group G (wenn ich das richtig verstanden habe.
Und nun sehe ich im Binning 3.0V - 3.25V @ 350mA

Wie passt das zusammen oder mache ich das einen Denkfehler?

LG

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Farin U. schrieb:

> Wie man sieht ist die UI Kennlinie um 350mA @ 2.8V. Die LED ist in
> performance group G (wenn ich das richtig verstanden habe.
> Und nun sehe ich im Binning 3.0V - 3.25V @ 350mA
>
> Wie passt das zusammen oder mache ich das einen Denkfehler?

Das bestätigt doch die allgemein bekannte Tatsache, das die
Durchlassspannung von LEDs grossen Schwankungen unterliegt
und deshalb eine Parallelschaltung nicht ratsam ist.

Autor: Hmm (Gast)
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Farin U. schrieb:
> Wie man sieht ist die UI Kennlinie um 350mA @ 2.8V. Die LED ist in
> performance group G (wenn ich das richtig verstanden habe.
> Und nun sehe ich im Binning 3.0V - 3.25V @ 350mA

Das wird also nicht klappen, mit den Daten hier...

Die Vorwärtsspannung der LED in Gruppe G kann um 0,25V schwanken - kann 
man aus der Tabelle ablesen.
schaltet man zwei Extremfälle aus der Gruppe G parallel, dann ist der 
Unterschied im Strom ca. 620mA.
--> Symmetrierung absolut zwingend

Für die Symmetrierung würde ich mir hier den Innenwiderstand der LED aus 
der Kennlinie klauben (Geschätzt irgendwas um die 2,4Ohm), die max. 
Stromdifferenz spezifizieren und daraus dann den nötigen Serienwiderstan 
dafür berechnen.
Dazu nimmt man einfach die LED als Vf + Serienwiderstand an. Stimmt 
nicht genau, aber genau genug.

In Summe wird man das Problem bekommen, dass die Symmetrierung entweder 
zu heiß wird,  oder zu ungenau ist.
Ich schrieb schon, dass dieses Konzept eher für kleine LED und Ströme 
verwendet wird...

Autor: Falk B. (falk)
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@Hmm (Gast)

>> performance group G (wenn ich das richtig verstanden habe.
>> Und nun sehe ich im Binning 3.0V - 3.25V @ 350mA

>Das wird also nicht klappen, mit den Daten hier...

>Die Vorwärtsspannung der LED in Gruppe G kann um 0,25V schwanken - kann
>man aus der Tabelle ablesen.

Steht alles schon seit Ewigkeiten im Artikel LED. LEDs ausmessen, 
sortieren, dann kann man auch parallel schalten.

Autor: Joachim B. (jar)
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Farin U. schrieb:
> Die 24 LEDs sind wie gesagt in Reihe geschaltet (12) und dann eben
> paralell in 2 Strings.

also je 12 in Reihe das 2x und dann parallel.

Wenn die eine 12er Gruppe je 3V/LED hat braucht sie 12x 3V = 36V
Wenn die andere 12er Gruppe je 3,25V/LED hat braucht sie 12x 0,25V mehr 
= 39V

Dann müsste jede 12er Gruppe unterschiedliche Rv bekommen um das 
auszugleichen, gleichwohl können die Gruppen dann auch unterschiedlich 
hell werden.

Wer natürlich vor dem Bestücken selektiert kann darauf reagieren und 
angleichen.

Autor: Farin U. (farin_u86)
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Hi Falk,

danke für den Verweis auf den Artikel.

Das Ausmessen der LEDs ist in der Praxis (automatische Bestückung) doch 
eher unpraktisch.

Danke

Autor: Falk B. (falk)
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@ Farin U. (farin_u86)

>Das Ausmessen der LEDs ist in der Praxis (automatische Bestückung) doch
>eher unpraktisch.

Du mußt es ja wissen. Komischerweise machen das aber alle NAMHAFTEN 
Hersteller, nennt sich Binning. Und zwar VOR der Bestückung, 
logischerweise VOR der Verpackung der LEDs auf Rollen. Denn dann kann 
man vorsortierte LEDs kaufen und bestücken.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Farin U. schrieb:

> Das Ausmessen der LEDs ist in der Praxis (automatische Bestückung) doch
> eher unpraktisch.

Nun, so machen das wohl die Firmen, die Leuchten mit parallel
geschalteten LEDs bauen

Autor: Farin U. (farin_u86)
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Entschuldigung das war ein Missverstaendnis. Natürlich wurden die LEDs 
entsprechend bestellt, in Gruppe G.

Ich habe verstanden das ich das noch einmal machen muss. Sozusagen 
sortierte LEDs nochmals feiner sortieren. Denn diese 0.25V halte ich für 
einen sehr grossen Bereich. Sorry habe noch nicht viel mit LEDs gemacht.

Hab halt eine lange Leitung.

LG

: Bearbeitet durch User
Autor: Falk B. (falk)
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@Farin U. (farin_u86)

>LED_UI.png
>Binning.png

>Die 24 LEDs sind wie gesagt in Reihe geschaltet (12) und dann eben
>paralell in 2 Strings. Die LEDs werden auf einem Aluminium PCB sitzen.

Naja, die Kennlinie ist zwar relativ linear, aber doch sehr steil. Der 
kleine Ausschnitt von 2,65V-3,15V täuscht da eher einen flachen Verlauf 
vor.

Bei ZWEI Ketten würde ich keine billigen Kompromisse eingehen und jeder 
Kette eine Konstantstromquelle spendieren. Die kostet fast nix und 
mit der richtigen Schaltung braucht die vielleicht 1V Mindestspannung. 
Dann ist alles SICHER im Lot.

>Wie man sieht ist die UI Kennlinie um 350mA @ 2.8V. Die LED ist in
>performance group G (wenn ich das richtig verstanden habe.
>Und nun sehe ich im Binning 3.0V - 3.25V @ 350mA

Ja.

Autor: Karl (Gast)
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Harald W. schrieb:
> Nun, so machen das wohl die Firmen, die Leuchten mit parallel
> geschalteten LEDs bauen

Nö, die bauen da irgendwas ein und leben davon, dass die Leute neue 
Leuchten kaufen.

War da nichtmal was mit parallelgeschalteten LED in den Rücklichtern 
eines "besseren" Autoherstellers?

Autor: Farin U. (farin_u86)
Datum:
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Hallo, nochmals Danke für die vielen Antworten.

OK, will nicht die ganze Geschichte hier ausrollen aber ich habe für ein 
kleines privates Projekt die Möglichkeit an schon bestückte Aluminium 
PCBs mit LEDs zu kommen.
Die LEDs sind wie oben beschrieben verschaltet mit der Möglichkeit 
reichlich Serienwiderstände einzufügen
Die Spannungs- bzw. Stromquelle wird extern sein und ich kann diese 
selber bestimmen. Zur Zeit nehme ich einen LT8391.

Hatte gestern ein wenig Zeit und habe folgendes gemacht:
- Gleichung für die Diodenkennlinie erstellt
- Dann eine Tabelle mit 12 LEDs und einem Widerstand in Serie erstellt
- Mit Zielstrom die Spannungsabfälle und Gesamtspannung berechnet
- Die Stringspannungen müssen gleich sein, da parallel
- Mit der Umkehrfunktion und der Binninginformation (0.25V, ±0.125V) 
habe ich dann das Ganze für max und min der Diodenkennlinie ± 0.125V 
gemacht. Und so lange den Strom variiert bis die Stringspannungen gleich 
waren. Und dann mit verschiedenen Wiederstanden durchgegangen (siehe 
Diagram)

Kann man das so machen? Oder mache ich da etwas gedanklich total falsch. 
Natürlich hätte ich lieber 2 getrennte Konstantstomquellen aber ich 
möchte das Aluminium PBC mit LEDs nicht mehr ändern. Es hat nur zwei 
Kontaktpunkte für eben diese 24 LEDs.

Natürlich nicht sehr effektiv das Ganze aber damit kann ich leben.

LG

: Bearbeitet durch User
Autor: MM (Gast)
Datum:

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Das Vorhandensein von einfügbaren Widerständen scheint doch eine 
Trennung voneinander zu ermöglichen für den Einsatz zweier 
Konstantstromquellen.

Ansonsten: nacheinander durch jede Reihe den -> halben <- gewünschten 
Gesamtstrom fließen lassen, Spannungsabfall über der 12er Reihe messen 
und dann den erforderlichen Vorwiderstand berechnen um sich bei so 2-3V 
über der vorher gemessenen Spannung zu treffen für die Parallelanbindung 
an eine Stromquelle.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Farin U. schrieb:

> Hatte gestern ein wenig Zeit und habe folgendes gemacht:
> - Gleichung für die Diodenkennlinie erstellt
> - Dann eine Tabelle mit 12 LEDs und einem Widerstand in Serie erstellt
> - Mit Zielstrom die Spannungsabfälle und Gesamtspannung berechnet
> - Die Stringspannungen müssen gleich sein, da parallel
> - Mit der Umkehrfunktion und der Binninginformation (0.25V, ±0.125V)
> habe ich dann das Ganze für max und min der Diodenkennlinie ± 0.125V
> gemacht. Und so lange den Strom variiert bis die Stringspannungen gleich
> waren. Und dann mit verschiedenen Wiederstanden durchgegangen (siehe
> Diagram)
>
> Kann man das so machen?

Und wie hast Du die Alterung der LEDs berücksichtigt?

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