LED erreicht keinen maximalen Strom

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Ich habe ein Projekt, das von einem 12-V-Netzteil gespeist wird. Ich brauche eine möglichst helle LED und habe mich für diese 9V LED entschieden . Laut Datenblatt beträgt der maximale Strom 1A, was ich gerne erreichen würde. Dazu benutze ich diesen 3 Ohm Widerstand

Nach meinen Berechnungen ist (12V-9V) / 1A = 3 Ohm. Dies sollte meine LED auf den richtigen Strom bringen.

Um den Strom zu testen, habe ich ein Multimeter in Reihe mit dem 12-V-Netzteil, der LED und dem Widerstand geschaltet. Ich lese jedoch nur 0,639A. Ich habe mehrere Netzteile und Messgeräte ausprobiert und es ist alles das gleiche.

Was mache ich falsch? Bietet mein Testaufbau zu viel Widerstand und verringert so den Strom?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Daniel Frenkel
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Und welche Spannung haben Sie an der LED gemessen?
Marko Buršič
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Das Datenblatt zeigt eine typische Durchlassspannung von 9 V bei 400 mA, nicht 1A.
Finbarr
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Erstens, wenn Sie 3 V über einen 3-Ohm-Widerstand abfallen lassen, verbrauchen Sie 9 Watt !! Das ist ein 3W Widerstand.
Scott Seidman
@ Finbarr, Die Grafik zeigt 9 V 350 mA bei 55 ° C, was realistischer als 25 ° C ist . Daniel, versuche stattdessen mein Design. mit std. Stromversorgung NFET und alle alten NPN mit Überbrückungskabel, kalibriert für 560 mOhm. 1 / 2W oder korrektes Teil. in 1W
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
@ScottSeidman Ich habe den Widerstand eingestellt und leite 2,1 V mit ca. 1A Strom ab. Macht das nicht ungefähr 2 Watt?
Daniel Frenkel

Antworten:

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Gemäß der Tabelle auf Seite 17 des Datenblattes steigt die Klemmenspannung einer Nenn-9-V-LED bei 1 A auf 10,25 bis 10,5 V (abhängig von der Temperatur). Sie müssen Ihren Widerstand entsprechend dimensionieren.

Es wäre jedoch weitaus besser, einen aktiven Stromregler zu verwenden, um diese Art von LED zu speisen. Dann würde der Strom nicht von der Temperatur abhängen. Oder auf Ihre tatsächliche Quellenspannung.

Dave Tweed
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Vielen Dank für diese klare Erklärung und Anleitung. Ich hatte mir dieses Diagramm in der Vergangenheit angesehen und es einfach nicht verstanden, aber jetzt schon.
Daniel Frenkel
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@DanielFrenkel Nur um noch etwas hinzuzufügen, um mehr Gewicht auf einen aktuellen Regler zu legen. Die Temperaturkurven, die den Spannungsabfall gegenüber dem Betriebsstrom zeigen, sollten als "typisch" angenommen werden und nicht für jedes Gerät, das Sie erhalten, in Beton gegossen werden. Möglicherweise müssen Sie Cree kontaktieren, um eine zu erhalten2σGrenzbereich bei Ihrem gewünschten Strom. Angenommen, über der Temperatur und dem von Ihnen gekauften Gerät liegt der Bereich zwischen 10,1 V und 10,6 V (optimistisch). A.1.5ΩDer Widerstand kann zwischen 0,9 A und 1,3 A liegen. Sie stellen schlechte Regler mit einem derart niedrigen Overhead für die Spannung her.
Jonk
Dave, Sie sollten die Bedeutung des thermischen Designs und der 50% -Toleranzen für Ri von LEDs (und allen Dioden) -1 erläutern, aber ansonsten ist Ihr vereinfachter Rat in Ordnung, aber zu stark vereinfacht.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Dave, empfehlen Sie mir, den Widerstand wie folgt zu ersetzen? link ... Ich habe den Ausgang eines Spannungsreglers noch nie so eingestellt und werde wahrscheinlich einen neuen Beitrag erstellen, um zu sehen, ob ich es richtig mache.
Daniel Frenkel
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Aus dem Datenblatt: Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Schauen Sie sich diese Eigenschaften an. Messen Sie auch die Temperatur. Wenn beispielsweise die Gehäusetemperatur (dh direkt unter der Diode) eine Temperatur von 85 ° C hat, sollten Sie eine Durchlassspannung von 10,25 V bei 1000 mA erhalten. Das würde einen Widerstand von ca. 1,7 Ohm.

Marko Buršič
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Können Sie angeben, woher Sie diese Grafik haben? Wie hängt es mit der LED des OP zusammen?
Elliot Alderson
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@ElliotAlderson aus dem Datenblatt, das OP verknüpft hat.
Marko Buršič
Bei 105 ° C gibt es keine Nennspannung von 10,25 V oder 1A. Es ist tot. Ich nehme an, Sie meinten die 85 ° C-Bewertung.
Passant
Die Zuschreibung sollte Teil der Antwort sein. Vielen Dank an @Passerby, der sich darum gekümmert hat.
Elliot Alderson
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Es könnte durchaus Streuwiderstand sein. Wenn Sie nur 640 mA erhalten, beträgt der Widerstand, den Sie sehen, (12-9) / 0,64 = 4,69 Ohm. Das sind zusätzliche 1,7 Ohm. Ihr Widerstand beträgt 3 Ohm. Es sieht so aus, als ob es eine Toleranz von 5% ist, was bedeutet, dass es bis zu 3,15 betragen könnte.

Sie haben den Widerstand in den Multimeterleitungen, Sie haben Widerstand in diesen weißen Drähten und Sie haben auch Widerstand in Ihren Klemmenblöcken, wo die Drähte mit dem Steckbrett verbunden sind, und das Steckbrett selbst hat auch Widerstand.

Als nächstes messen Sie den tatsächlichen Spannungsabfall an der LED. Das hat auch eine gewisse Toleranz, so dass Sie möglicherweise feststellen, dass es nicht genau so ist, wie es im Datenblatt angegeben ist. Dies wird auch eine gewisse Bedeutung haben.

Überprüfen Sie dies alles und berechnen Sie es neu.

MCG
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Das Brotbrett hilft wahrscheinlich nicht.
Passant
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Seite 17 des Datenblattes zeigt die IV-Kurve für die 9V-Version. Für 1 Ampere sehen Sie einen Vf von etwa 10,4 Volt, abhängig von der Temperatur der LED.

Beachten Sie, dass 1 Ampere das ABSOLUTE Maximum ist. Ohne ordnungsgemäße Kühlung der LED garantieren Sie fast eine tote LED oder mehrere interne Fehler.

Hinweis: Wenn Sie 640 mA mit 3 Ohm Widerstand erhalten, möchten Sie möglicherweise sowohl die Spannung als auch den verwendeten Widerstand messen. Ihre Quellenspannung kann höher als 12 V sein, und der Widerstand befindet sich möglicherweise im unteren Bereich seiner Toleranz. 640 mA ist das If bei 9,6 V. Die tatsächliche Messung von Werten sollte immer über theoretische Werte erfolgen, insbesondere wenn kleine Abweichungen zu großen Änderungen führen.

Passant
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Sie müssen das Datenblatt tatsächlich lesen:

Abhängig von der Temperatur fällt die LED mit 1 A um 10,2 bis 10,5 V ab. Umgekehrt beträgt der Strom bei 9 V etwa 300 bis 450 mA.

Das Datenblatt ist wirklich ziemlich klar. Ich kann nicht sehen, wie jemand denken würde, dass diese LED bei 1 A um 9 V abfallen würde.

Olin Lathrop
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Vielen Dank. Mein Verständnis von LEDs war sehr begrenzt. Nach den Antworten hier verstehe ich die Dinge jetzt viel besser. Vielen Dank für diese Antwort
Daniel Frenkel
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@Olin: ... außer 9 V direkt am Schnittpunkt der roten Kurve und der 1000-mA-Gitterlinie.
Transistor
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@Transistor: Dieses Snippet aus dem Datenblatt ist etwas unzusammenhängend, wie es Snippets unbedingt sind. Die "9 V" rechts neben dem Diagramm kennzeichnet die 9 V-Version dieser LED. Das gleiche Datenblatt behandelt 18 V, 36 V und andere Versionen des Basismodells. Diese Konvention wird im gesamten Datenblatt verwendet, und was sie bedeutet, ist ziemlich klar, wenn man das Datenblatt als Ganzes betrachtet. Beachten Sie, dass die Y-Achse auf der linken Seite deutlich in Volt gekennzeichnet ist, wie Sie es erwarten würden.
Olin Lathrop
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Ich weiß das und du weißt das. Der Anfänger OP könnte leicht dadurch verwirrt werden.
Transistor
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9 V bezieht sich nur auf die Nennspannung bei 350 mA bei 55 ° C = Tc. woraus Sie Ri abschätzen können. auf Ihren Komponenten, da sie +/- 25 bis 50% variieren können, viel niedriger. Verlassen Sie sich also nicht nur auf das Diagramm.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Kurze Antwort:

Verwenden Sie 1,3 Ohm anstelle von 3 und überprüfen Sie Temperatur und Strom. Es sollte nicht sofort Ihren Finger verbrennen. Sie müssen den Anstieg der LED-Spannung mit dem Strom messen, um diesen R-Grenzwert zu optimieren. Oder sehen Sie mein Design.

Was Sie lernen müssen:

  • Alle Dioden über dem Nennstrom haben einen ** konstanten Differenzwiderstand, diese können jedoch eine Toleranz von +/- 50% aufweisen

Ri = ΔVf / ΔIf {min: max} [Ω] (gilt auch für LEDs, Transistoren, Zeners (Zzt), MOVs)

Hier ist ein einfacher einstellbarer Treiber mit einem NFET RdsOn = 0,5 Ohm Vgs = 4V 2W Kühlkörper, der nur einen Einstellbereich von 0 bis 1 A warm hat.

  • Feste Rs können für den Abstimmbereich an die LED angepasst werden.

  • Die VI-Kurven werden mit einer Wärmekonstante T-Kühlkörper 25 ° C und anderen gesammelt.

  • Dioden haben eine Schwellenspannung, die mit steigender Temperatur abfällt

Was das Datenblatt mir sagt:

Der Graph auf p17 misst eine Steigung von 4,25 Ohm bei Tc, die auf 85 ° C ansteigt.

Wenn Sie 3 Ohm addieren, wird Ihr Strom theoretisch auf
3 V / (3 Ω + 4,25 Ω) = 0,41 A reduziert. Da Sie 0,64 A gemessen haben, bedeutet dies ...

Die Anforderung war (12-9 V = 3 V bei 0,35 A), also 3 V / 0,64 A = 4,7 = (3 Ω + 1,7 Ω), sodass Ihre Probe 40% Ri der Steigung des Graphen von Ri = ΔVf / ΔIf hatte (aufgrund großer Toleranzen für Ri) )

  • Wenn Sie nun die Serie R neu berechnen, benötigen Sie 3Ω-1,7Ω = 1,3 Ohm oder so.

Denken Sie daran, wenn Ihre Kühlkörperverbindung oder Ihr langsamer Lüfter nicht ausreicht und Tc ansteigt, steigt der Strom auch durch den Shockley-Effekt an, da Vf @ Tc im ungünstigsten Fall der Tabelle als -1,6 V / + 60 ° C-Fallanstieg berechnet wird.

Es gibt viele Möglichkeiten, eine LED-Leistung zu regulieren, linear oder SMPS. CC oder Variable CC. Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier habe ich den BJT-Strom Vbe = 560 mV verwendet, also habe ich Re = 560 mOhm verwendet, das aus AWG28-Magnetdraht mit einer Verlustleistung von <1 W hergestellt werden könnte, die durch eine technische Lösung kühl gehalten wird. Verwenden Sie für eine optimale Leistung einen CPU 1W-Muffinlüfter mit einem Widerstandstropfen für reduzierte Geschwindigkeit mit Silberpaste auf dem LED-Array.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Wer hat meine Antwort nicht verstanden (-)
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75