Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED defekt bei Konstantstrombetrieb


von komatsur (Gast)


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Hallo Leute,

vielleicht kann mir jemand bei meinem Problem weiterhelfen.

Ich betreibe 6 LEDs derselben Farbe in Serie mit einem LM317 als 
Konstantstromquelle(10mA). Versorgt wird die Schaltung mit 24V und PWM 
über einen FET (ca. 200Hz, Kabellänge ca. 2m).

Es fällt auf, dass schon bei mehreren roten LED-Serienschaltungen die 
Helligkeit merklich nachgelassen hat. Dies liegt daran, dass bei einer 
der 6 LEDs die Durchflussspannung nicht mehr im bereich 2.4V bis 2.6V 
liegt, sondern teilweise sogar über 10V gestiegen ist. Aus diesem Grund 
steht nicht mehr die geforderte Spannung von 1.25V am Widerstand des 
LM317 zur Verfügung und der Strom stellt sich auf unter 1mA ein --> 
Helligkeit natürlich reduziert.

Nun zu meiner Frage: Wieso wird die LED defekt? Mit dem Strom bin ich 
bei 10mA weit unter dem Maximum (50mA) und die Temperatur wird auch 
nicht überschritten.

Vielen Dank im Voraus, komatsur

von Falk B. (falk)


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Billige LEDs? Induktive Spannungsspitzen durch lange Zuleitung?

von komatsur (Gast)


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billige LEDs kann ich ausschließen (Avago und CREE)

bei induktiven Spannungsspitzen würden drei Dioden ja helfen (siehe 
Anhang) oder liege ich da falsch?

von Chris (Gast)


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Messe mal mit dem Oszi ob es beim Einschalten der LEDS zu Überschwingern 
kommt.
Wo in deinem Schaltbild sind denn die 2m Kabel zu suchen?

von komatsur (Gast)


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wenn ich mit dem Oszi messe, sehe ich ein parade Rechteck ;) Weder beim 
ein-noch beim ausschalten messe ich ein Überschwingen o.ä.

Die Versorgung fürn LM317 ist 2m und die Leitung zw LED6 und Q1

Es ist auch so, dass die LEDs erst nach einigen Wochen defekt werden

von ArnoR (Gast)


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Ganz sicher macht die Schaltung Stromüberschwinger bei jedem einschalten 
des Fet. Der LM317 ist bei ausgeschaltetem Fet auch komplett aus und 
braucht nach dem Anlegen der Spannung einen Augenblick um den Strom 
einzuregeln. Dabei treten die Überstrompulse auf. Der LM317 ist für 
solche Schaltungen überhaupt nicht geeignet. Wenn du jetzt nur die 
LED-Spannung gemessen hast, wundert es mich nicht, dass du nichts 
gesehen hast. Die Spannung an der LED ändert sich nur wenig mit dem 
Strom.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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komatsur schrieb:
> wenn ich mit dem Oszi messe,
Wo/Was misst du?
> sehe ich ein parade Rechteck ;)
Klar. Bei der Spannung...
Aber wie sieht dein Strom aus?
Wie hoch ist die PWM-Frequenz?
Was meinst du: ist der LM317 schnell genug?
Sieh dir mal im Datenblatt die Line Regulation (Bild 7) an: du siehst 
starke Überschwinger der Ausgangsspannung, wenn sich die 
Eingangsspannung schlagartig ändert. Genau das machst du aber mit einer 
PWM /andauernd/: du schaltest immer die Versorgung aus und wieder ein. 
Der LM317 braucht da schon mal ein paar us, bis er wieder ausgeregelt 
hat.

komatsur schrieb:
> Ich betreibe 6 LEDs derselben Farbe in Serie mit einem LM317 als
> Konstantstromquelle(10mA)
Wenn deine 24V halbwegs stabil sind: warum nimmst du nicht einfach zum 
Test mal einen Vorwiderstand...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nachtrag: das Bild 7 vom Datenblatt...

von mhh (Gast)


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Zum einen: siehe Lothar Miller.

Zum anderen: Bei 10 mA schaltest Du einfach mit dem Mosfet die LEDs kurz 
und gut ist. Das bringt den LM317 weniger aus dem Tritt.

von komatsur (Gast)


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Habe das Oszi an einen Shunt-Widerstand (0R22) angeschlossen und würde 
somit den Strom und nicht die Spannung messen. Der Shunt ist natürlich 
in Reihe zur LED-Kette geschalten.

Laut Bild 7 müsste ich ja im uS-Bereich etwas messen, sehe da aber 
nichts, erst im Bereich von 200nS ist ein kleiner Einschwingvorgang 
erkennbar.

Würden die 3 Dioden helfen? soll ich noch irgendwo eine kleine Kapazität 
einfügen?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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komatsur schrieb:
> Habe das Oszi an einen Shunt-Widerstand (0R22) angeschlossen und würde
> somit den Strom und nicht die Spannung messen.
10mA*0,22Ohm = 2,2mV
Du hast offenbar ein tolles Messgerät...  :-o

komatsur schrieb:
> Der Shunt ist natürlich in Reihe zur LED-Kette geschalten.
Er ist "geschaltet".
Aber seis drum: nimm mal einen Messwiderstand, der seinen Namen auch 
verdient hat. Ich schlage ca. 10 Ohm vor. Dann hättest du 0,1V bei 
10mA...

von komatsur (Gast)


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Sorry, hab vielleicht meine Messungen zu ungenau beschrieben ;)

Mit dem Shunt von 0R22 hab ich ca. 50 LED-Ketten parallel gemessen. Als 
ich nur einen LED-Kreis gemessen habe, war ein 22R verbaut. Messergnisse 
der beiden Messreihen ist vergleichbar

Mein Digital-Oszi ist in diesem Messbereich genau genug, kann aber auch 
mal einen 100R o.ä. verwenden, dann wird natürlich die Messtoleranz 
geringer...

von Michael_ (Gast)


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Warum so kompliziert? Nimm einen Widerstand und gut isses.
Welche Farbe haben die LED, mit 2,5V?
Und welcher Art ist das Netzteil? Stabil auf 24V?

von Aufmerksamer (Gast)


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Das fragst du jetzt schon?
Guck mal da:
   28.11.2011 15:06
 > Es fällt auf, dass schon bei mehreren roten LED-Serienschaltungen
 > die Helligkeit merklich nachgelassen hat.

von Michael_ (Gast)


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Meine Frage war etwas hintersinnig.
Hast du denn schon mal eine rote LED mit 2,5V gesehen?

von Aufmerksamer (Gast)


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Auf die althergebrachten Spannungen ist kein Verlass mehr, seit andere 
Dotierungsstoffe genommen werden.
So hat z.B. die 70mA LED HR310 von Seoul 2,8V und die
                         HR311 2,4V
Und komatsur seine hat ja 50mA, ist also keine "einfache".

von Aufmerksamer (Gast)


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> Habe das Oszi an einen Shunt-Widerstand (0R22) angeschlossen

   I_out = 1,25/O,22R = 5,68A
   Das hat das Netzteil geschafft u. der Regler auch?

 > Mit dem Shunt von 0R22 hab ich ca. 50 LED-Ketten parallel gemessen.
 > Als ich nur einen LED-Kreis gemessen habe, war ein 22R verbaut

   dann sind es 1,25V/22R = 56mA
   aber keine 10mA

von Michael_ (Gast)


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>Auf die althergebrachten Spannungen ist kein Verlass mehr, seit andere
>Dotierungsstoffe genommen werden.
Habe ich dich gefragt? Las doch bitte den TE antworten.
Von ihm gab es doch noch keine Rückmeldung.

von Wichtel (Gast)


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Michael_ schrieb:
> Habe ich dich gefragt?

Das hast du tatsächlich: ;)

Michael_ schrieb:
> Hast du denn schon mal eine rote LED mit 2,5V gesehen?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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komatsur schrieb:
> Würden die 3 Dioden helfen?
Gegen oder für was?
> soll ich noch irgendwo eine kleine Kapazität einfügen?
Solange du noch nicht weißt, was da passiert, ist alles nur zielloses 
Gebastel...

von komatsur (Gast)


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@Michael_: LEDs sind rot und haben tatsächlich ca. 2.5V (nachgemessen).
Die Versorgungsspannung ist stabil

@Aufmerksamer (Gast): R1 hat 120R --> IOUT= 1.25V/120R=10,41mA

Lothar Miller: Die 3 Dioden waren auf die Vermutung der induktiven 
Spannungsspitzen bezogen. Mein Problem ist, dass ich bei der Schaltung 
keine offensichtlichen Überschreitungen der im Datenblatt angegebenen 
Werte messe. Wenn dies der Fall wäre, würden ja alle LED-Ketten defekt 
werden, dies ist aber nicht so.

von Michael_ (Gast)


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>@Michael_: LEDs sind rot und haben tatsächlich ca. 2.5V (nachgemessen).
Was es neuerdings nicht alles gibt!
Aber laß doch den Kram mit dem Konstantstrom über einen LM317.
Wenn mit PWM gearbeitet wird, dann wird immer der max. Strom fließen. 
Auch wenn der Impuls noch so klein ist (Bsp. PWM-->1). Ich kann mir 
vorstellen, daß das deine Elektronik nicht hinkriegt.
Also nimm einen Vorwiderstand.

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