Wuestenrose
Well-Known Member
Hallo,
heißa, hier gehts ja hoch her... Aber der Reihe nach...
@ghostfish
@el_jefe
Bei einer Spannung von 210 Volt fließt ein Strom von 173.2 mA, bei 247 Volt 174,4 mA. Einer Spannungserhöhung um 18,2 % folgt eine Stromerhöhung von lediglich 0,7 %.
Ganz anders bei LED. Unterhalb derer Knickspannung fließt gar kein Strom. Bei der Knickspannung beginnt die LED zu leiten und der Strom steigt (theoretisch) exponentiell mit der Spannung gemäß der Shockley-Gleichung an. In der Praxis begrenzen Substrat- und Bondingwiderstände den Stromanstieg. Eine reale LED, wie die hier im Thread öfter erwähnte Cree XP-G, besitzt diese Strom-Spannungs-Kennlinie:
Unter 2,5 Volt leitet sie gar nicht. Bei 2,75 Volt fließt ein Strom von 119 mA und bei 3,25 V einer von 1425 mA. Einer Spannungserhöhung von 18,2 % (wie bei der Glühlampe) folgt eine Stromerhöhung von 1100 %. Dummerweise ist dieser Effekt sogar noch selbstverstärkend. Die Knickspannung ist temperaturabhängig und weist einen negativen Temperaturkoeffizienten auf, siehe das oben verklinkte Datenblatt Seite 3. Was heißt das in der Praxis? Bei Erwärmung der LED fällt die Knickspannung mit der Folge, daß der bei konstant gehaltener Spannung fließende Strom steigt. Die LED erwärmt sich in Folge noch mehr, der Strom steigt weiter, die Knickspannung fällt weiter, ein Teufelskreis.
Aus dem kommt man nur raus, wenn man die LED mit konstantem Strom betreibt. Deshalb müssen LEDs zwingend an einer Konstantstromquelle betrieben werden. Richte Deinem Elektriker einen schönen Gruß von mir aus, er hat Mist erzählt.
@ghostfish
Ich habe vor einer Zeit mal aus meinem Vorrat (24 Stück) an Seoul Z-Power P4 (das sind Cree XR-E Chips, die Seoul mit eigener Leuchtschicht und eigenem Gehäuse versieht) 4 Stück wahllos herausgenommen und nachgemessen. Die Knickspannungen bewegen sich im Bereich 2,82 bis 2,98 Volt und der differentielle Innenwiderstand zwischen 0,61 und 0,74 Ohm. Wenn man jetzt die LEDs so unglücklich sortiert, daß in einem 12er-Strang alle LEDs mit der niedrigsten Knickspannung und dem geringsten Serienwiderstand und im anderen die mit der höchsten Spannung und dem höchsten Widerstand landen (das wäre der Worst-Case), wie hoch wären dann die Strangströme beim parallelen Betrieb an einer 1400-mA-Konstantstromquelle?
Der Zufall wird allerdings ziemlich zuverlässig verhindern, daß es zu diesem Worst-Case kommt.
Übrigens schalten die Hersteller in den Modulen höherer Leistung von sich aus die LEDs parallel. Dieses 30-Watt-Modul besteht aus 5 parallelgeschalteten Strängen à 6 Einzel-LEDs:
Viele Grüße
Robert
heißa, hier gehts ja hoch her... Aber der Reihe nach...
@ghostfish
Jein mit der Tendenz zum Nein. Warum? ? sei der Wirkungsgrad des Netzteils. Also errechnet sich die Gesamtleistungsaufnahme des Systems LEDs + Netzteil zu Pges=PLED/?. Bei zwei Netzteilen zu Pges=PLED/2/? + PLED/2/?, was aber identisch zur ersten Gleichung ist. Jein deshalb, weil Netzteile höherer Leistung meistens einen etwas höheren Wirkungsgrad besitzen als welche geringerer Leistung.ghostfish":fzsmvucn schrieb:
@el_jefe
'Tschuldige, aber der Vergleich hinkt so sehr, daß er schon bald einen Rollstuhl braucht. Eine Glühlampe ist ein Verbraucher mit einer abflachenden Widerstandskennlinie, das heißt, der durch die Glühlampe fließende Strom steigt unterproportional mit der anliegenden Spannung. Grund ist der temperaturabhängige Widerstand des Wolfram-Glühdrahts. Bei steigendem Strom wird der Draht heißer, der Widerstand steigt, was der Stromerhöhung entgegenwirkt. Bei einer 40-Watt-Glühlampe sieht das so aus:el_jefe":fzsmvucn schrieb:
Bei einer Spannung von 210 Volt fließt ein Strom von 173.2 mA, bei 247 Volt 174,4 mA. Einer Spannungserhöhung um 18,2 % folgt eine Stromerhöhung von lediglich 0,7 %.
Ganz anders bei LED. Unterhalb derer Knickspannung fließt gar kein Strom. Bei der Knickspannung beginnt die LED zu leiten und der Strom steigt (theoretisch) exponentiell mit der Spannung gemäß der Shockley-Gleichung an. In der Praxis begrenzen Substrat- und Bondingwiderstände den Stromanstieg. Eine reale LED, wie die hier im Thread öfter erwähnte Cree XP-G, besitzt diese Strom-Spannungs-Kennlinie:
Unter 2,5 Volt leitet sie gar nicht. Bei 2,75 Volt fließt ein Strom von 119 mA und bei 3,25 V einer von 1425 mA. Einer Spannungserhöhung von 18,2 % (wie bei der Glühlampe) folgt eine Stromerhöhung von 1100 %. Dummerweise ist dieser Effekt sogar noch selbstverstärkend. Die Knickspannung ist temperaturabhängig und weist einen negativen Temperaturkoeffizienten auf, siehe das oben verklinkte Datenblatt Seite 3. Was heißt das in der Praxis? Bei Erwärmung der LED fällt die Knickspannung mit der Folge, daß der bei konstant gehaltener Spannung fließende Strom steigt. Die LED erwärmt sich in Folge noch mehr, der Strom steigt weiter, die Knickspannung fällt weiter, ein Teufelskreis.
Aus dem kommt man nur raus, wenn man die LED mit konstantem Strom betreibt. Deshalb müssen LEDs zwingend an einer Konstantstromquelle betrieben werden. Richte Deinem Elektriker einen schönen Gruß von mir aus, er hat Mist erzählt.
@ghostfish
Die prinzipiellen Probleme beim Parallelschalten von LEDs habe ich in diesem Thread schon mal skizziert. In der Praxis funktioniert der Parallelbetrieb mehrerer in Reihe geschalteter, gleichartiger LEDs dennoch recht gut. Die internen, unvermeidbaren Widerstände der LEDs (Substrat- und Bondingwiderstände), die sich bei Reihenschaltung addieren, wirken wie Ausgleichswiderstände, die die Fertigungsstreuungen bei der Durchlaßspannung und dem Serienwiderstand ausmitteln.ghostfish":fzsmvucn schrieb:
Ich habe vor einer Zeit mal aus meinem Vorrat (24 Stück) an Seoul Z-Power P4 (das sind Cree XR-E Chips, die Seoul mit eigener Leuchtschicht und eigenem Gehäuse versieht) 4 Stück wahllos herausgenommen und nachgemessen. Die Knickspannungen bewegen sich im Bereich 2,82 bis 2,98 Volt und der differentielle Innenwiderstand zwischen 0,61 und 0,74 Ohm. Wenn man jetzt die LEDs so unglücklich sortiert, daß in einem 12er-Strang alle LEDs mit der niedrigsten Knickspannung und dem geringsten Serienwiderstand und im anderen die mit der höchsten Spannung und dem höchsten Widerstand landen (das wäre der Worst-Case), wie hoch wären dann die Strangströme beim parallelen Betrieb an einer 1400-mA-Konstantstromquelle?
Der Zufall wird allerdings ziemlich zuverlässig verhindern, daß es zu diesem Worst-Case kommt.
Übrigens schalten die Hersteller in den Modulen höherer Leistung von sich aus die LEDs parallel. Dieses 30-Watt-Modul besteht aus 5 parallelgeschalteten Strängen à 6 Einzel-LEDs:
Warum sollte sie das? Ich betreibe inzwischen drei Netzteile von Meanwell und der tatsächliche Strom stimmt ziemlich genau mit dem Nennstrom überein.
Viele Grüße
Robert
haben sich beruhigt. 
