Hallo zusammen,
sorry für die 1000. bescheuertste LED-Anfängerfrage...
Ich möchte mehrere LEDs mit einer maximalen Vorwärtsspannung von 3.2V
(10mA) an 3V3 betreiben, geschaltet werden diese durch einen kleinen
FET.
Um weniger von Spannungstoleranzen der Stromversorgung abhängig zu sein
würde ich den (ohnehin gering ausfallenden) Widerstand höher auswählen -
den Strom ergo geringer.
Wie wirken sich dann die bauteilbedingten unterschiedlichen
LED-Vorwärtsspannungen aus? Ist mit einer merkbar unterschiedlichen
Helligkeit oder gar Ausfällen zu rechnen.
Kann man das machen oder wäre die geringe Spannugsreserve ohnehin ein
NoGo?
Danke,
Steven
Mit U(LED)=3,2 V und I=10 mA hast du einen Vorwiderstand von 10 Ω (0,1 V
Spannungsabfall).
Bei einer LED mit U(LED2)=3,1 V und deinem 10Ω Vorwiderstand (0,2 V
Spannungsabfall) fliessen aber unangenehmer Weise bereits 20 mA.
Deine Spannungsreserve ist also schon bei einer Exemplarstreuung von 0,1
V (3 %) zu klein, denn eine Stromverdoppelung wirst du als
Helligkeitsänderung sehen.
Steven schrieb:> sorry für die 1000. bescheuertste LED-Anfängerfrage...
Gut erkannt.
> Wie wirken sich dann die bauteilbedingten unterschiedlichen> LED-Vorwärtsspannungen aus?
Ermittele, in welchem Bereich Deine LEDs streuen.
Ermittele, wie stabil Deine 3,3 Volt sind.
Lege den benötigten LED-Strom fest.
Errechne damit einen möglichen Vorwiderstand.
Damit nimmst Du eine Tabellenkalkulation, setzt dort alle denkbaren
Werte ein und schaust Dir an, wie weit die streuen.
Steven schrieb:> Ich möchte mehrere LEDs mit einer maximalen Vorwärtsspannung von 3.2V> (10mA) an 3V3 betreiben, geschaltet werden diese durch einen kleinen> FET.
Vergiss es, wandele die 3.3V in eine höhere Spannung und regele den
Strom. So wie YB1522 oder FAN5331 es machen, auch ein MC34063 arbeitet
ab 3V (nur uneffektiver).
Denn selbst für einen AP2502 sind die 0.1V zu wenig.
Es gibt auch IC die die Spannung hochwandeln und einzelne LED dann an
Konstantstrom schalten, wie LM3630.
Steven schrieb:> Wie wirken sich dann die bauteilbedingten unterschiedlichen> LED-Vorwärtsspannungen aus?
Extrem. Rechne es einfach mal mit ein paar Beispielwerten aus...
Und schau auch mal nach, ob die 3,3V tatsächlich immer 3,3V sind. Denn
schon wenn das 3,35V sind oder 3,25V wirst du signifikante Änderungen
sehen.
> wäre die geringe Spannugsreserve ohnehin ein NoGo?
Wo ist da eine "Reserve"?
Steven schrieb:> mehrere LEDs ... betreiben
Welche LEDs denn und welche Funktion haben die? Müssen die alle gleich
hell sein, weil z.B. sonst das Backlight wolkig wird? Oder sind das
einfach nur Status-LED, die irgendwie leuchten müssen?
Steven schrieb:> Ich möchte mehrere LEDs mit einer maximalen Vorwärtsspannung> von 3.2V (10mA) an 3V3 betreiben
Blöde Idee.
> Wie wirken sich dann die bauteilbedingten unterschiedlichen> LED-Vorwärtsspannungen aus?
Das kann man ausrechnen. Sei nicht so faul.
Als Anhaltspunkt noch: das Auge empfindet Helligkeit logarithmisch,
Helligkeitsänderungen um eine halbe (Faktor sqrt(2)) oder gar ganze
Blende (Faktor 2) fallen regelmäßig nicht auf. Wenn allerdings mehrere
LED direkt nebeneinander sind, fallen unterschiedliche Helligkeiten
durchaus auf. Hersteller von z.B. 7-Segment-Anzeigen spezifizieren
deswegen die Helligkeiten der Segmente untereinanderauf typisch ±20%
Georg M. schrieb:> Eine LTspice-Simulation sagt mehr als tausend Worte.
Kann man auch simulieren. Aber auch schnell mal ausrechnen: max./min.
der Versorgung und ebenso Uf der LEDs. Temperatureinfluss beachten.
Ergebnis ist aber schon klar: 3,3V reichen nicht für eine vernünftige
Reserve:
Steven schrieb:> Ich möchte mehrere LEDs mit einer maximalen Vorwärtsspannung von 3.2V> (10mA) an 3V3 betreiben ...
Hallo, danke für eure Antworten!
das 0.1V reserve Bullshit sind und schon 0.1V höhere Versorgung dann
schon den doppelten Strom ausmachen ist mir kurz nach posten dann selbst
eingefallen :(
Gestern nochmals angesehn.
5mA Strom sind für die Helligkeit ausreichend, da hätte ich dann eine Uf
von 2.7V also immerhin 0.6V reserve nach oben.
Scheint mir trotzdem zu gering zu sein und ich werd wohl um eine höhere
Versogungsspannung nicht herumkommen. Oder ich baue sowas wie eine
Konstanstromquelle ein.
@Mawin: Danke für die Bauteilvorschläge, ich werde mir diese mal ansehen
Lg
Steven schrieb:> sorry für die 1000. bescheuertste LED-Anfängerfrage...
Es gibt keinen dummen Fragen, nur dumme Antworten :D
Würde ich auch so sehen wie Manfred, dass 5mA ausreichend sein dürften,
außer du möchtest eine Blend-Anlage bauen
Kannst es auch ausprobieren
Leuchtdiode anschließen & Vorwiderstand berechnen für optimale
Helligkeit & Led an 230 V - Tutorial
https://www.youtube.com/watch?v=Es0DzvyPd-M
Ich habe hier im Forum schon mal die Spulenversion vorgeschlagen, wurde
aber negativ bewertet, warum weiss ich nicht.
Einfach statt der Diode die LED, getaktet ansteuern, fertig.
Gruss Chregu
Steven schrieb:> Scheint mir trotzdem zu gering zu sein und ich werd wohl um eine höhere> Versogungsspannung nicht herumkommen.
Past schon. Du hast ja ne stabile(?) Spannung.
Solange Du das nich in der Sahara o. Australien, Outdoor einsetzen
willst.
Christian M. schrieb:> Einfach statt der Diode die LED, getaktet ansteuern, fertig.
Naja, dann müsste die LED in deinem Beispiel 12V Sperrspannung
aushalten. Tut sie leider nicht und für 12V braucht man das auch nicht.
Alternativ: LED in Reihe zu D1.
Bei 3.3V an +U sieht das anders aus. Wäre mal einen Versuch wert ...
Georg M. schrieb:> Eine LTspice-Simulation sagt mehr als tausend Worte.
Unsinn.
Eine LTSpice Simulation arbeitet nur mit 1 exemplarischen LED. Welche
Daten SEINE REALE LED dann wirklich hat, zeigt LTSpice nicht.
Christian M. schrieb:> warum weiss ich nicht
Warum postest du sie trotzdem nochmal ?
Weil die Schaltung keine Uberstromerkennung hat. Je nach Tastverhaltnis
steigt der Strom zunächst von diskontinuierlich auf kontinuierlich, dann
auf mehr als die LED vertragt, dann uber den Sättigungsstrom der Spule
hinaus, bis das Stromlimit des Transistors überschritten wird.
Wenn überhaupt, begrenzt bei ungunstigem Tastverhältnis nur der ohmsche
Innenwiderstand der Spule und die mangelhafte Stromverstärkung des
Transistors den Strom.
Kurz gesagt: die Schaltung ist Scheisse. Man müsste mindestens den Strom
messen.
Christian M. schrieb:> Ich habe hier im Forum schon mal die Spulenversion vorgeschlagen, wurde> aber negativ bewertet, warum weiss ich nicht.> (spule7.gif)
Ideen zwecks Klärung:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle_fuer_Power_LED
Achte mal auf die topolog. Unterschiede (ich meine nicht HS vs. LS).
Warum wohl ist überall die LED seriell zur L, also eben "als Last"?
LED als Freilaufdiode nutzen ist (niedrige Sperrspannung) meist eine
ähnlich miese Idee wie 1N400X für PWM oberhalb rund 1kHz nutzen zu
wollen.
Nicht daß Du letzeres wirklich vorgeschlagen hättest, aber:
Original wohl einfach nur der Plan einer quasistatischen oder halt
höchstens recht niederfrequenten Relaisansteuerung, der hierzu eben
aus mehreren Gründen nur sehr, sehr begrenzt paßt.
Keine besonders "gute" Schaltung hierfür, und im Kontext sogar
vielleicht so mißverstehbar (von Anfängern, meine ich).
MaWin schrieb:> Je nach Tastverhaltnis> steigt der Strom zunächst von diskontinuierlich auf kontinuierlich, dann> auf mehr als die LED vertragt, dann uber den Sättigungsstrom der Spule> hinaus, bis das Stromlimit des Transistors überschritten wird.
Die LED hat hier kein Problem, sie ist so gepolt wie die Freilaufdiode.
Nur deren Sperrspannung wird die 12V in seinem Bild nicht aushalten; bei
3.3V hat das schon eine Chance.
Dass das Tastverhältnis und die Ansteuerfrequenz zusammen mit der
Induktivität passen müssen, ist klar. Das Stromlimit des Transistors ist
mit dem gegebenen Rs der Spule (500Ω) auch keine Problem.
Was aber möglich wäre: Die LED von C nach E legen, keine Freilaufdiode.
Ist dann wie ein fremdgesteuerter Joule-Thief. Man wird wahrscheinlich
zwei LEDs in Reihe benötigen für 3.3V. Das 'fremdgesteuert' ist das
Hauptproblem: L, f und ED müssen richtig gewählt werden.
Steven schrieb:> das 0.1V reserve Bullshit sind und schon 0.1V höhere Versorgung dann> schon den doppelten Strom ausmachen
Sieh das nicht so geradlinig, denn die I/U Kennlinie einer LED ist krumm
wie ein Kuhschwanz (beim...). Aber heftige Helligkeitsunterschiede wird
es geben.
W.S.
HildeK schrieb:> Nur deren Sperrspannung wird die 12V in seinem Bild nicht aushalten
Theoretisch. Hast du das mal ausprobiert?
Ich bin ja neugierig und hänge von jeder Charge billig-LEDs immer eine
an mein 30V Netzteil. Bis jetzt ist dabei in 30 Jahren noch nie etwas
passiert.
