Grundlegende Fragen

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Hi,

Was LEDs angeht bin ich zwar kein absoluter Anfänger, aber grad im Bereicht der starken LEDs (>1W) hab ich bis jetzt kaum was anspruchsvolles gemacht. Deshalb hätte ich da ein paar grundlegende Fragen, bevor ich mich jetzt an ein Projekt mache was doch etwas teurer werden könnte, und hoffe ihr könnt mir helfen. Ich nehme jetzt mal ein Bsp, was es hoffentlich einfacher macht (ob die Werte 100%ig stimmen ist irrelevant)

LED: 10W
Betriebsspannung: 9-12V
Betriebsstrom: 1050mA

Wenn ich der LED weniger als 1050mA zu Verfügung stelle wird einfach das volle Potential nicht ausgenutzt und die Spannung wird auch niedriger sein als die 12V sein, wenn sie diese bei 1050mA hätte. Wenn ich den Strom weiter senke sinkt dementsprechend auch die Spannung weiter. Hoffe so weit ist das mal korrekt, sonst bin ich wohl doch noch blutiger Anfänger!

1. Wie weit kann ich bei so einer LED in der Praxis den Strom (dauerhaft) senken? Richtwert wäre vollkommen ausreichend. Oder Daumenregel falls es in dem Fall sowas gibt.
2. Die Betriebsspannung wird mit 9-12V angegeben, sind 9V wirklich die Untergrenze, oder lassen sich solche billigen China 10W LEDS auch mit weniger Strom zum leuchten bringen? Mich würde da die Untergrenze interessieren.

Und noch was theoretisches wenn wir jetzt nicht nur den Strom vorgeben, sondern auch die Spannung:

3. Was passiert wenn ich ein KSQ mit einer Ausgangsspannung von 10-15V (nur ein Bsp) und 750mA habe. Die LED bei 750mA aber nur mehr 9V bräuchte? Gibts da ne automatische Abschaltung, oder liefert dann die KSQ einfach die 10V ohne Rücksicht? Was würde mir der LED passieren wenn dem so ist? Ich nehme an sie würde brennen, aber unnötig Wärme produzierhen?

Danke schon Mal für eure Hilfe!

mfg
Andreas

[Borax]

Hi Andreas,
welcome on board!

Wie weit kann ich bei so einer LED in der Praxis den Strom (dauerhaft) senken?

Beliebig. Die LED leuchtet auch mit 1mA (halt entsprechend schwach). Das einzige was ggf. passiert, ist dass sich die Lichtfarbe marginal ändert.

sind 9V wirklich die Untergrenze, oder lassen sich solche billigen China 10W LEDS auch mit weniger Strom zum leuchten bringen? Mich würde da die Untergrenze interessieren.

Nicht Strom und Spannung durcheinander werfen! Spannung sinkt nicht proportional zum Strom. Bei den angegebenen Werten (9-12V - wobei das auf 'Müll' hindeutet) würde die LED wohl bei etwa 6-7V gar nicht mehr leuchten (Strom im Nano-Ampere Bereich). Eine grobe 'Untergrenze' steht im Datenblatt (was es bei den billigen China LEDs meist nicht gibt).
Wichtig: LEDs werden immer über den Strom betrieben. Der Bereich 9-12V und 1050mA kann auch heißen, dass die LED je nach Charge bei 1050mA eben irgendeine Spannung zwischen 9 und 12V braucht. Wenn man jetzt eine 12V Spannungsquelle verwendet und eine solche LED anschließt, die quasi zufälligerweise bei 1050mA nur 9V braucht, ist sie sofort kaputt.

Was passiert wenn ich ein KSQ mit einer Ausgangsspannung von 10-15V (nur ein Bsp) und 750mA habe. Die LED bei 750mA aber nur mehr 9V bräuchte?

Dann wird die KSQ entweder abschalten (ggf. auch gleich wieder anschalten => blinken), sie kann auch anfangen zu brummen/pfeifen oder eben die 9V liefern aber das halt weniger effizient als im spezifizierten Bereich.

Was würde mir der LED passieren wenn dem so ist? Ich nehme an sie würde brennen, aber unnötig Wärme produzierhen?

Siehe oben: Wenn die LED für 750mA spezifiziert ist, und diese 750mA bei 9V erreicht, brennt sie bei 10V sofort durch.

[pcdoc]

Hi Andreas,
welcome on board!

Danke!

Nicht Strom und Spannung durcheinander werfen! Spannung sinkt nicht proportional zum Strom. Bei den angegebenen Werten (9-12V - wobei das auf 'Müll' hindeutet) würde die LED wohl bei etwa 6-7V gar nicht mehr leuchten (Strom im Nano-Ampere Bereich). Eine grobe 'Untergrenze' steht im Datenblatt (was es bei den billigen China LEDs meist nicht gibt).

Da war ich wohl etwas schlampig, ist mir aber schon klar, dass eine LED über den Strom betrieben wird. Sonst würde eine KSQ ja auch nicht wirklich erforderlich sein. Was mir allerdings nicht klar ist, dass die Spannung nicht sinkt bei sinkendem Strom, das klingt für mich nicht ganz logisch.... Ist nur ein Chart von irgendeiner LED, sollte aber für andere genauso aussehen:

http://www.wirsindheller.de/fileadmin/i ... er-LED.gif

Daraus geht für mich eigentlich das hervor was ich geschrieben habe. Senke ich den Strom zum Bsp von 400mA auf 200mA, fällt die Spannung von 3,5V auf ca. 3,1V. Wo ist da der Denkfehler?

Der Bereich 9-12V und 1050mA kann auch heißen, dass die LED je nach Charge bei 1050mA eben irgendeine Spannung zwischen 9 und 12V braucht.

Es handelt sich dabei lediglich um ein Bsp und keinen konkreten Fall. Die Angaben bei Ebay sind aber sehr oft so, oder so ähnlich:

Working Forward Voltage (VF): 9~12V

Aber ok, wenn es da solche Schwankungen gibt... wieder was gelernt! Damit hätte ich nicht gerechnet.

Wenn man jetzt eine 12V Spannungsquelle verwendet und eine solche LED anschließt, die quasi zufälligerweise bei 1050mA nur 9V braucht, ist sie sofort kaputt.

Gut das beantwortet auch Frage 3! Hab gehofft, dass wenn sie sich noch im angegebenen Spannungsbereich der LED befindet, sich das in einer höheren Wärmeentwicklung zeigt und so eventuell Schaden nimmt bei nicht ausreichender Kühlung. Aber gut, wenn das der sofortige Tod ist, fällt eine andere Überlegung auch weg.

Wenn die LED für 750mA spezifiziert ist, und diese 750mA bei 9V erreicht, brennt sie bei 10V sofort durch.

Wäre immer noch um die gleiche LED wie oben als Bsp angeführt gegangen, also die LED wäre mit 1050mA spezifiziert, aber in diesem Bsp eben nicht an einer KSQ mit 1050mA, sondern nur mit 750mA, was ja der LED nicht schaden sollte und wahrscheinlich noch etwas zur Lebensdauer und Effizienz beiträgt! Aber gut ändern an der Antwort nichts!

Danke für die Antworten!

Eine weitere Frage hab ich auch noch. Auch wieder was theoretisches:

Folgender Versuchsaufbau: Ich betreibe eine 100W LED mit so wenig Strom, dass sie der Leuchtkraft einer 50W LED entspricht die aber damit nahe ihre Leistungsobergrenze betrieben wird. Wie schauts da aus mit Wärmeentwicklung? Hätte das einen Sinn, abgesehen von den höheren Anschaffungskosten, wenn ich eine Lösung brauche die eine möglichst geringe Wärmeentwicklung hat?

mfg
Andreas

[Romiman]

Nicht grundsätzlich oder nennenswert. Theoretisch aber durchaus möglich, da nicht wenige LEDs bei niedrigerer Bestromung effizienter laufen. Auch hier kann nur wieder das Datenblatt (mit einer Lumen / Ampere - Kurve) klare Auskunft geben.

[Borax]

Was mir allerdings nicht klar ist, dass die Spannung nicht sinkt bei sinkendem Strom,

Ich hab nicht gesagt, dass die Spannung nicht sinkt bei sinkendem Strom, aber eben nicht proportional. Oft ist die Steigung noch steiler als in der Beispielgraphik.

Senke ich den Strom zum Bsp von 400mA auf 200mA, fällt die Spannung von 3,5V auf ca. 3,1V

Eben. Schau mal in das Kurzdatenblatt einer guten Cree Led:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... 376lm.html (ganz unten)

Code: Alles auswählen

Strom	        350 mA	     700 mA  	 1500 mA	
Spannung	     2,8 V	      2,9 V	     3,1 V

Bei nur 0.1V mehr schon der doppelte Strom(!). Auch diese Werte sind nur 'typisch' . Abweichungen von 10% sind nicht unüblich. Wenn jetzt ein bestimmtes Exemplar eben 10% weniger Spannung bei 700mA braucht (also etwa 2.6V), dann braucht dieses Exemplar bei 1500mA auch rund 10% weniger (also etwa 2.8V). Die 1500mA sind aber absolute Grenzleistung. Wenn man dieser LED jetzt 3V gibt, zieht sie etwa 3A (0.2V mehr bewirkt bei dieser LED wieder rund eine Verdopplung des Stromes) und daran stirbt sie eben sofort.

...aber in diesem Bsp eben nicht an einer KSQ mit 1050mA, sondern nur mit 750mA, was ja der LED nicht schaden sollte und wahrscheinlich noch etwas zur Lebensdauer und Effizienz beiträgt!

Korrekt.

Nicht grundsätzlich oder nennenswert. Theoretisch aber durchaus möglich, da nicht wenige LEDs bei niedrigerer Bestromung effizienter laufen. Auch hier kann nur wieder das Datenblatt (mit einer Lumen / Ampere - Kurve) klare Auskunft geben.

Nicht grundsätzlich, aber fast immer. Außerdem sind leistungsstärkere LEDs meist größer und daher besser zu kühlen, weil sich die Wärme auf eine größerer Fläche verteilt.

[pcdoc]

Theoretisch aber durchaus möglich, da nicht wenige LEDs bei niedrigerer Bestromung effizienter laufen.

Das war auch mein Gedanke, aber wenn es nicht nennenswert ist, ist der Preisunterschied wieder zu groß um ihn zu ignorieren. Wenn es deutlicher ausfallen würde wäre ich eventuell bereit darüber hinweg zu sehen.

Leider gibts für die meisten China LEDs keine Datenblätter, weshalb es da auch nicht wirklich viel Sinn macht Zeit rein zu investieren. Aber es gibt ein paar Sachen wo ich ganz bewußt nur so billige LEDs nehme und da kann ich sicher mal die eine oder andere für Testzwecke durchmessen. Nur 100W LED ist da sicher keine dabei, weshalb ich gehofft habe, dass sich die Mühe vielleicht schon wer gemacht hat!

mfg
Andreas

[Borax]

Wie gesagt, bei guten LEDs hält der Zusammenhang auf alle Fälle. Ich würde diesen China-LEDs höchstens den halben angegebenen Strom geben. Das vertragen sie dann (mit guter Kühlung) schon eine Weile...

[pcdoc]

Nicht grundsätzlich, aber fast immer. Außerdem sind leistungsstärkere LEDs meist größer und daher besser zu kühlen, weil sich die Wärme auf eine größerer Fläche verteilt.

Ok, das hört sich schon besser an, bzw. erweckt wieder etwas Hoffnung. Reden wir normal von einem merklichen Unterschied bei der Temp? Der Größenunterschied der LED wäre mir egal, aber der Kühlkörper wäre der gleiche, bzw. wenn möglich kleiner bei der 100W LED auf "halber Leistung".

[Borax]

Hier ist eine Zusammenstellung von Spannung, Strom und Effizienz bei CREE Leds:
http://budgetlightforum.com/node/31630? ... ent-600911
Bei 0.3A schaffen diese LEDs 200lm/W. Beim Maximalstrom von 3A nur 115lm/W

[pcdoc]

Ja, das ist schon ein Unterschied! Danke für den Link!

Nachdem die ganzen China LEDs eher zu hoch angegeben sind könnte das dort auch zutreffen. Ich werde es wirklich mal testen. Die LED selbst kostet ja nicht so viel! Ich muss nur extra eine KSQ anschaffen die auch die Leistung einer 100W LED hergibt. Und die kostet deutlich mehr als die LED selbst.

Aber auch die lässt sich später sicher für irgendwas anderes einsetzten.

mfg
Andreas

[Borax]

extra eine KSQ anschaffen die auch die Leistung einer 100W LED hergibt

Normalerweise kann man dafür ein Labornetzteil nehmen. Auch ein solches muss man natürlich erst haben...

[pcdoc]

Jap, das ginge, wenn es nicht grad wie meines bei ca. 24V aufhören würde und die LED über 30V braucht. Und dann kommt da auch noch das Limit mit 3A dazu. Wird also leider nix mit meinem Labornetzteil...

Wie gesagt ich bin sicher ich kann es in absehbarer Zeit mal irgendwo verbauen. Werde mir eins suchen wo ich gleich ein paar 10W in Serie betreiben kann. Wenn sich 5x10W LEDs ausgehen, dann weiß ich schon wofür ich es verwenden kann.

mfg
Andreas