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Warum keine direkte LED-Parallelschaltung... (Elektronik)

verfasst von schaerer , Kanton Zürich (Schweiz), 04.08.2009, 09:36 Uhr
(editiert von schaerer am 04.08.2009 um 09:37)

Hallo NullOhm oder hallo Supraleiter

» Frage: Wie kommst Du auf 300mV die bei dem Vorwiderstand abfallen sollen
» ?

Zunächst, das ist für Deine Aufgabe irrelevant, weil Du die gleichfarbigen LEDs in Serie schalten kannst, wie Dir schon gestern jemand anders geantwortet hat. Ich hätte Dir das auch sagen können, aber aber einfach gar nicht daran gedacht, weil ich auf das Schwellenspannungsproblem fixiert war. Es steht Dir ja genug Betriebsspannung zur Verfügung. Und so ist der Wirkungsgrad auch schon wesentlich besser.

Es geht ganz generell um folgendes:

Man kann nie Bauteile parallelschalten, die ein nichtlineares Verhaeltnis haben zwischen Strom und Spannung. Vor allem dann nicht, wenn die Spannung einen negativen Temperaturkoeffizienten hat. Darum darf man keine bipolaren Leistungstransistoren zur Leistungserhöhung direkt parallelisieren. Man muss bei jedem Emitter fuer den Spannungs- und Stromausgleich einen Widerstand in Serie schalten. Bei Leistungs-MOSFETs ist diese Massnahme nicht noetig, weil der Temperaturkoeffizient positiv ist. Als Analogie zur Situation mit den LEDs gilt das Problem der Parallelschaltung von bipolaren Transistoren.

Parallelschalten kann man auch gleichfarbige LEDs deshalb nicht, weil die Schwellenspannung auch bei gleichem LED-Strom, wenn auch nur wenig, unterschiedlich ist. Diejenige LED, welche eine nur geringfügig niedrigere Schwellenspannung hat, zieht den grösserer Strom und leuchtet u.a. bedeutend heller als die andere mit der höheren Schwellenspannung, weil die lässt bei dem fuer sie zu niedrigeren Schwellenspannung, die sie von der andern LED bekommt (durch die Parallelschaltung) nur einen niedrigeren LED-Strom zu.

So, wenn man jetzt für jede LED einen Seriewiderstand schaltet und es gibt über dem, dessen LED einen höheren Strom fliesst einen höheren Spannungsabfall als über dem Widerstand der andern LED mit der etwas höheren Schwellenspannung, stellt der Widerstand mit dem höheren Spannungsabfall diese der parallelen LED zur Verfügung, wobei bei diesem Vorgang der Spannungsabfall bei der LED mit der niedrigeren Schwellenspannung, die ohne diese Vorwiderstände mehr Strom ziehen würde, zurückgeht. Auf diese Weise findet ein Ausgleich zwischen den beiden LEDs mit ihren Seriewiderstaenden statt und beide LEDs erhalten den selben Strom.

Diese 300 mV sind rein fiktiv, weil ich habe keine Ahnung, wie stark die Schwellenspannungen zwischen gleichfarbigen LEDs streuen können. Du kannst die notwendige Spannung auch selbst ermitteln, in dem Du die Schwellenspannungen der beiden LEDs beim gleichen Strom misst. Damit ein sicherer Ausgleichseffekt möglich ist, muss man den Widerstandswert der Vorwiderstände so wählen, dass die Spannung grösser ist als die Differenz der beiden LED-Schwellenspannungen. Ich denke man sollte diesen Wert etwa doppelt so hoch wählen.

Es ist etwas schwierig diesen Zusammenhang rein mit Worten rüberzubringen. Ich werde diesen Link ins Bookmark setzen und mache aus diesem Thema vielleicht mal einen neuen Elektronik-Minikurs mit Bild und Text. Mal sehen...

» Als Strom der durch die LED fließen soll, nehme ich den Maximalstrom der
» LED, richtig ?

Gleich den Maximalstrom? Das drückt natürlich schon auch etwas auf die Lebensdauer. Wieviel? Keine Ahnung. Die Umgebungstemperatur spielt dabei auch eine Rolle. Ich rate Dir das Datenblatt genau zu studieren.

--
Gruss
Thomas

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