Ladung und Ladungsentnahme durch Strompulse

[geladen (Gast)]

Hallo zusammen,

ich habe eine gepulste LED mit ca. 1A.

Nun möchte ich ermitteln, welche Kapazität ist brauche, um die 
Strompulse entsprechend in den Caps vorhalten zu können, ohne dass der 
dazugehörige DC/DC arbeiten muss.

Ich möchte gerne mit 1-1000 Pulsen arbeiten bei 100ns pro Puls.
Der Duty cycle liegt bei 10%.

Ich habe also 1 Puls und dann lange (>1s) nichts.
Oder 1000 Pulse mit 10% duty cycle und dann lange nichts (>1s) und alles 
zwischen 1-100.

Aktuell habe ich folgendes vorgesehen:
2x 100uF, 1x 4.7uF, 2x 100nF, 1x 22nF

Ich habe also zusammen 205µF.
Diese lade ich auf 5V auf.
Die LED schaltet mit 1A.

Q = V * C = 5V * 205µF = 1,02mC
Ich habe also 1,02mC an Ladung in den Caps.

Q = I * t = 1A * 100ns = 100nC
Ich entnehme also pro Puls den Caps 100nC

Wenn ich das nun einfach ohne Nachladen linear runterrechne, komme ich 
auf folgende Werte bzw. Spannungen nach X Pulsen
Pulse  Spannung
50  4,98
100  4,95
500  4,76
1000  4,51

Intuitiv würde ich aber sagen, dass die Entladung der Caps ja nicht 
linear ist, sondern mit Tau zusammenhängt und expontiell ist.

Wie kann ich aus den gegebenen Parametern jetzt errechnen, wie schnell 
sich die Caps entladen und bis zu welcher Spannung?

Oder ist der Entladevorgang eines jeden einzelnen Pulses in sich 
exponentiell, aber durch die Aneinanderreihung von Pulsen und den Pausen 
ergibt sich gemittelt etwas lineares?

Habe ich das prinzipiell korrekt verstanden/gerechnet?

Vielen Dank!

[Udo S. (urschmitt)]

geladen schrieb:
> Intuitiv würde ich aber sagen, dass die Entladung der Caps ja nicht
> linear ist, sondern mit Tau zusammenhängt und expontiell ist.

Tau ist eine Zeitkonstante eines RC Glieds. Du hast aber kein RC Glied.

Es wäre erst mal zuklären wie die Led angesteuert wird. Wartum hast du 
konstant 1A? Schaltwandler?
Je niedriger die Spannung am Kondensator wird, desto höher muss dann der 
Strom werden.

Rechnen kann man eigentlich nur über die Energie.
Sprich W(led) = I(led) * U(led) mal t. Ggf noch den Wirkungsgrad des 
Schaltwandlers berücksichtigen.

Gespeicherte Energie im Kondensator = W = 1/2 CU².

Der Rest ist Umstellen.

[Achim S. (Gast)]

geladen schrieb:
> Oder ist der Entladevorgang eines jeden einzelnen Pulses in sich
> exponentiell, aber durch die Aneinanderreihung von Pulsen und den Pausen
> ergibt sich gemittelt etwas lineares?

ob der Spannungsverlauf linear oder exponentiell ist hängt davon ab, ob 
die Stromentnahme von 1A konstant gehalten wird oder ob der Strom 
proportional zu Spannung sinkt. in jedem Fall ist aber für eine solche 
Abschätzung, bei der sich die Spannung nur um 10 Prozent ändert, die 
lineare Näherung gut genug.