Durchlassspannung

[Tim Thiele]

Die Durchlassspannung wird auch als Schwellspannung bezeichnet und hat das Formelzeichen U mit dem Index f.

Wird die Durchlassspannung Uf unterschritten leuchtet die Leuchtdiode nicht mehr. Wird die Durchlassspannung überschritten wird die Leuchtdiode durch einen stark ansteigenden Strom zerstört.

Die Durchlassspannung bezieht sich auf einen vom Hersteller angegebenen Strom von meistens 20mA. Folgende Angaben sind Durchschnittswerte zur absolute Sicherheit solltet ihr die passenden Angaben aus dem Shop entnehmen!

Code: Alles auswählen

rot  	~ 1,6 - 2,0 Volt
gelb 	~ 2,4 - 3,2 Volt
grün 	~ 2,7 - 3,2 Volt
orange 	~ 2,2 - 3,0 Volt
blau 	~ 3,0 - 5,0 Volt
weiss 	~ 3,4 - 5,0 Volt

Es empfiehlt sich eine Spannung zu wählen die ziemlich im unteren Bereich der Durchlassspannung liegt da somit die Lebensdauer überproportional erhöht wird. Meistens ist die Angabe der Lebensdauer von 100.000 Stunden pro LED auf die niedrigst möglichste Durchlassspannung bezogen.

Falls man keine Spannungsquelle hat die eine Spannung liefert die innerhalb des Bereiches liegt gibt es zwei Möglichkeiten:

- Man kann mehrere LEDs in eine Reihe schalten (Minuspol der ersten LED mit dem Pluspol der zweiten LED und so weiter verbinden). Hierbei addiert sich die Spannung der LEDs! (Achtung: Der Strom addiert sich nicht)

- Man kann einen passenden Widerstand in Reihe zur LED schalten. Welchen Widerstand man benötigt kann man mit folgendem Tool ausrechnen: http://www.leds.de/shop_content.php?coID=14

[hftt]

Falls man keine Spannungsquelle hat die eine Spannung liefert die innerhalb des Bereiches liegt gibt es zwei Möglichkeiten:

- Man kann mehrere LEDs in eine Reihe schalten (Minuspol der ersten LED mit dem Pluspol der zweiten LED und so weiter verbinden). Hierbei addiert sich die Spannung der LEDs! (Achtung: Der Strom addiert sich nicht)

- Man kann einen passenden Widerstand in Reihe zur LED schalten. ...

Heißt das, man kann auf den Widerstand verzichten wenn man ein Netzteil (oder andere Spannungsquelle) verwendet welches die exat benötigte (Durchlass-) Spannung liefert. Ich meine jetzt nicht ein normales Gerät sondern mit stabilisierter Spannung, welches auch bei Spannungsschwankungen im Netz noch die Ausgangsspannung konstant hält. Das würde ja dem widersprechen was ich sonst hier im Forum gelesen habe.

[physikphreak]

@Tim Thiele: gelbe LEDs können auch deutlich niedrigere Schwellspannungen haben als von dir angegeben
@hftt: ja, das ginge theoretisch

[hftt]

Theoretisch geht das. Soweit ist das auch verständlich. Im Beitrag von Tim steht aber, daß man den R weglassen kann. Ich kenne aber genug Beiträge, in denen dann ander Stelle ohne Widerstand steht "Bloß nicht ohne R!". Deshalb würde mich interessieren, ob der Beitrag von Tim jetzt eher theoretisch anzushen ist oder doch praktisch.

[Tim Thiele]

EIN KONKRETES BEISPIEL

In der Detail-Ansicht eines Artikels seht ihr eine kleine Informationstabelle die im Normalfall wie folgt aussieht.

830_forum_1.png (9.39 KiB) 54839 mal betrachtet

Die Durchlassspannung dieser roten LED beträigt 2,2 - 2,4V. Das bedeutet das die LED unter einer Spannung von 2,2V nicht leuchtet. Bei einer Spannung die höher als 2,4V ist wird die LED durch einen stark ansteigenden Strom zerstört.

Die Durchlassspannung bezieht sich in diesem Fall auf einen Durchlassstrom von 20mA bis 40mA. Angenommen wir haben jetzt nur eine Autobatterie mit einer Spannung von 12V.

Es bieten sich folgende Möglichkeiten an:
- Wir teilen die 12V (Spannung des Netzteils) durch 2.2V (mininale Durchlassspannung der LED) und kommen so auf 5,454545 LEDs. Wir schließen also 5 LEDs in Reihe und kommen so auf eine Spannung von 5x 2,2V = 11V. Es bleibt also 1V übrig. Es empfiehlt sich hier einen Vorwiderstand einzubauen der die Spannung des Netzteils von 12V auf 11V verringert.

- Wir bauen einen Vorwiderstand ein der die Spannung von 12V auf 2,2V verringert. Die Formel für den Widerstand lautet R=U/I. Wobei R der Widerstand in Ohm ist, U die Spannung die am Widerstand abfallen soll ("Differenzspannung") in Volt und I der Durchlassstrom des Widerstandes in Ampere.

Es müssen in diesem Fall 12V-2,2V = 9,8V am Widerstand abfallen. Wir benötigen für die LED einen Strom von 20mA = 0,02A (minimaler Durchlassstrom).

Code: Alles auswählen

R = U/I = 9,8V / 0,02A = 490 Ohm. 

[Tim Thiele]

Jetzt habt ihr meine schöne Definition durch eure Posts unterbrochen, ich war noch am schreiben
Mein Beitrag ist theoretisch anzusehen.

Und das die angegebenen Schwellspannungen nur Richtwerte sind steht drüber und auch der Hinweis möglichst die Information aus dem Shop zu entnehmen wie im von mir angegebenen Beispiel

[hftt]

Also wenn ich Deinen Beitrag richtig verstanden habe geht es zum Beispiel so:

Ich habe 3 SuFlu, blau, Spannung (typ) 3,1Volt, Strom (typ) 20mA.

Ich schalte diese drei in Reihe ( 9,3 Volt, immer noch 20mA)
Ich nehme ein stabilisiertes Netzteil mit genau 9,3 Volt Ausgangsspannung und KEINEN Vorwiderstand. Das Netzteil dürfte maximal 10,8 Volt liefern, darüber wirds dunkel, darunter natürlich auch.

Richtig???

[Tim Thiele]

Kommt immernoch auf die Art des Netzteils an, aber im Grunde genommen kann man das so sagen
Ich empfehle es immer einen Widerstand mit einzubauen, aber man benötigt es _theoretisch_ nicht.

[Fasti]

Hallo!

1. Eine LED mit 2,2V Uf bei 20mA leuchtet auch wenn weniger Spannung anliegt. Entscheidend ist hier der Strom. Bei "normalen" LEDs ist eine Lichtentwicklung auch noch bei Strömen bis unter 1mA sichtbar, dabei liegt die Schwellenspannung schon unter den 2,2V.

2. LEDs an einer Spannungsquelle ohne Vorwiderstand zu betreiben ist kühn, auch wenn die Vorwärtsspannung gerade zufällig passen sollte. Die Vorwärtsspannung ist nämlich: 1. von der Herstellung abhängig und auch bei LEDs gleicher Farbe und gleichen Herstellers aufgrund von Qualitätsstreuungen unterschiedlich und 2. und das ist der Hauptgrund, von der Temperatur. Eine kalte LED hat eine höher Uf als eine warme was wiederum bedeutet, dass sich die Vorwärtsspannung im Betrieb durch die Erwärmung der LED ändert. Wird die LED im Einschaltmoment mit Nennstrom betrieben, dann wird sie nach kurzer Zeit wesentlich mehr Strom ziehen als gut für die angebene Lebensdauer ist. Dies ist vor allem bei High Power LEDs sehr wichtig, da diese innerhalb kurzer Zeit sehr warm werden können und sich Temperaturunterschiede von mehr als 50° einstellen können zwischen Die-Temperatur vor dem anschalten und danach. Also gerade bei HP LEDs nie auf die Strombegrenzung vergessen ob Widerstand oder KSQ ist egal.
Es gibt einige Spezialanwendungen in denen keine KSQ und kein Widerstand verwendet wird, wie zB bei kleinen LED Schlüssellampen. Hier begrenzt der Innenwiderstand der Batterie den Strom. Allerdings bei neuen Batterien wird der Nennstrom oft überschritten, was, aufgrund des Preise, aber vernachlässigt wird

Grüße

Christian

[DaCHRlS]

Gibt noch einen weiteren Grund nicht ohne Widerstand / KSQ zu arbeiten...gerade preisgünstige Netzteile, die hier häufig im Umlauf sind, schwanken teilweise extrem, da sie nicht ordentlich stabilisiert sind...das kann dann schon mal schnell die LED zerlegen...