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Power-LEDs, Leistung, Tastverhältnisse und Impulsdauer (Elektronik)

verfasst von el-haber, 16.05.2011, 13:42 Uhr

Hi zusammen,
eine LED hat im Ersatzschaltbild einen Kondensator, der parallel zur Sperrschicht liegt.
Damit gibt es (wenn auch kleinen) Stromimpuls bei jedem Schaltvorgang.

Thermisch gesehen ist jede Frequenz gleich gut, da durch die Mittelung eine Leistung über die Impulsfläche umgesetzt wird.
Aber elektrisch gibt es bei jedem Schaltvorgang einen Stromimpuls mit einem definiertem Ladungsaustausch über den Sperrschichtkondensator. Die Anzahl der Impulse müssen gering gehalten werden.
Dies tritt bei Frequenzen oberhalb von ca. 100MHz auf.
Es kann auch mit Spannungssteilheit - Ähnlich der Grenz-Parameter bei MOS-FETs - verglichen werden.

Berechnung : Q = I*t
C = Q/U => Q = C * U
Die einzelne Einschaltenergie ist demnach:
P = I*U*t = Q*U und somit P= C*U²

Für eine bestimmte Frequenz gilt dann:
P = I*U*t *f mit t = 1/f gilt also P=I*U oder C*U²*f

Bei einer Sperrschichtkapazität von 20pF ergeben sich somit für eine weiße LED mit 3,6V bei 1MHz:
ca. 1/4mW zusätzliche thermische Last.

Halbleiter-LED sind also dafür ausgezeichnet mit PWM in hohen Frequenzen betrieben zu werden.
Nachteil: hartes "blinken", das durch hohe Frequenz ausgeglichen wird.

Vergleich mit Halogen:

10x-Höherer Schaltanlaufstrom und Anlaufzeiten von z.B. 200ms (für eine 10W Halogen).

Cu
st

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