Verringert der Betrieb von Parallelschaltungen für LEDs deren Leistung?

Soweit ich Ihre Frage verstehe, fragen Sie, ob Sie dies tun können:

Die kurze Antwort lautet: Nein, das geht nicht.

Nun zur Erklärung anhand zufälliger Beispielwerte.

Gegeben sind nur als Beispiel LEDs, die 100 mA und 3 V und 14 in einer Kette benötigen.

In einer perfekten Welt mit perfekten LEDs würde jede Kette 100 mA bei 42 V benötigen. Die beiden Ketten würden daher 200 mA bei 42 V benötigen. Und das Anschließen eines Konstantstroms von 200 mA, der mindestens 42 V liefern kann, würde perfekt funktionieren.

Allerdings leben wir nicht in einer perfekten Welt. LEDs haben nicht alle eine genaue Durchlassspannung. Sie variieren alle um die Nenndurchlassspannung herum. Bei 3-V-LEDs kann die Durchlassspannung zwischen beispielsweise 2,9 V und 3,1 V liegen.

Wie hoch ist nun die Gesamtdurchlassspannung jeder Kette? Na, wer weiß? Im schlimmsten Fall haben Sie möglicherweise eine Kette mit einer Durchlassspannung von 40,6 V und die andere mit einer Durchlassspannung von 43,4 V.

Jetzt gibt eine Konstantstromquelle den benötigten Strom aus, aber die Spannung stellt sich automatisch auf das erforderliche Niveau für die Schaltung ein. In diesem Fall die Vorwärtsspannung der LED-Ketten. Aber welche Vorwärtsspannung? 40,6V oder 43,4V? Nun, der untere gewinnt immer. Die Spannung, die die Versorgung liefern würde, wäre also 40,6 V. Das bedeutet, dass die Kette, die 43,4 V benötigt, nur 40,6 V erhalten würde.

Was würde das also bewirken? Nun, noch einmal, das Worst-Case-Szenario - eine Kette leuchtet überhaupt nicht auf. Die Dioden erhalten nicht genug Spannung, um zu leiten. Aber das ist nicht alles. Sie liefern den Strom für zwei Ketten, aber nur eine wird aktiviert. Wohin fließt also der ganze Strom? Ja, es läuft alles durch die eine Kette. Diese Kette erhält doppelt so viel Strom wie sie sollte - und LEDs mögen das nicht besonders. Erwarten Sie, dass Ihre Fische mit LED-Staub überschüttet werden, wenn sie explodieren.

Aber das Worst-Case-Szenario wird wahrscheinlich nicht eintreten. Stattdessen ist es wahrscheinlicher, dass die LED-Kette mit der höheren Spannung leuchtet, nur nicht so hell wie die andere, da sie teilweise leitet. Ein Teil des Stroms fließt also durch diese Kette, aber der größte Teil des Stroms fließt immer noch durch die Kette mit der niedrigeren Spannung. Diese Kette wird immer noch viel zu viel Strom bekommen und die LEDs werden immer noch durchbrennen.

Je mehr LEDs Sie in einer Kette haben, desto mehr mitteln sich natürlich die Durchlassspannungen. Es wäre schreckliches Pech, alle LEDs in einer Kette mit einer niedrigen Durchlassspannung und alle LEDs in der anderen mit einer hohen Durchlassspannung zu erhalten. Die Ketten würden wahrscheinlich in der Spannung ziemlich nahe beieinander liegen. Es scheint also auf den ersten Blick gut zu funktionieren. Eine Kette hat jedoch einen etwas höheren Strom als die andere und wird daher etwas stärker belastet. Und wenn diese Kette durchbrennt, bekommt die andere Kette den ganzen Strom, so dass auch eine nicht viel länger hält (bekannt als Kaskadenausfall ) .

Was also tun?

Nun, es gibt zwei einfache Antworten und eine komplexe Antwort:

1. Haben Sie eine Kette von 28 LEDs in Reihe und verwenden Sie eine Stromversorgung mit höherer Leistung.
2. Lassen Sie die beiden Ketten vollständig voneinander trennen und verwenden Sie separate Vorräte für sie.
3. Verwenden Sie eine andere Art von zusätzlicher Strombegrenzungs- oder Ausgleichsanordnung.

Sie würden denken, dass Option 3 so einfach wie ein kleiner Widerstand in jedem Zweig wäre, um die Ströme auszugleichen, aber nein. Das lässt sie vielleicht besser leuchten, würde aber sicherlich nicht den einen Zweig schützen, falls der andere ausfällt. Grundsätzlich müssten Sie für jeden Zweig eine Konstantstromsenke oder -quelle erstellen. Es gibt Chips, die Sie kaufen können, um dies für Sie zu tun, wenn Sie Ihre eigene Treiberschaltung erstellen möchten.

Ich werde Majenko in Bezug auf die endgültige Schlussfolgerung nicht zustimmen, und ich denke, er hat einen wichtigen Punkt übersehen (naja, eigentlich mehrere).

Nehmen wir zunächst eine einzelne Kette von 14 LEDs. Wie Sie berechnet haben, wird hierfür ein 48-Volt-Treiber benötigt. Dies ist, wie es der Fall ist, nicht unbedingt der Fall. Der maximale Vorwärtsabfall von 3,4 Volt, mit dem Sie arbeiten, gilt bei einem Strom von 350 mA. Wenn Sie sich jedoch das LED-Datenblatt ansehen, sehen Sie, dass der maximale Strom 1,5 Ampere beträgt. Dies ist sinnvoll, da die LEDs nominell 5 Watt haben und mit etwa 3 Volt laufen. Wenn Sie also einen 30-48D mit maximaler Dimmung anschließen, erhalten Sie maximal 0,67 Ampere (und die von Ihnen angegebenen Treiber steuern alle hauptsächlich den Strom, solange die dafür erforderliche Spannung nicht zu hoch wird hoch oder zu niedrig). Sie können die Dimmfunktion verwenden, um dies zu reduzieren, aber das ist die Standardeinstellung. Bei 0,67 Ampere wird Ihr LED-Spannungsabfall höher, und das Cree-Datenblatt sagt nicht, wie viel. Aber lass'

Sie können also eine Kette auf einem 30-48D fahren. Wie wäre es mit einem 60-48D? Jawohl. Der maximale Strom beträgt jetzt 1,3 Ampere - immer noch weniger als die 1,5-Ampere-LED-Grenze. Beachten Sie, dass Sie wirklich darauf achten müssen (falls Sie dies noch nicht getan haben), dass die LEDs ordnungsgemäß gekühlt werden.

Aber jetzt zur großen Frage - kann man zwei Saiten parallel schalten? Uuund die Antwort ist ja. Aber. Es wird dir nichts nützen. Wie Majenko geschrieben hat, wird eine Saite einen Teil oder den größten Teil des Stroms in Beschlag nehmen. Je länger die Saiten sind, desto geringer ist die erwartete Spannungsdifferenz. Dies liegt nur daran, dass Sie erwarten, dass eine zufällige Auswahl zum Durchschnitt tendiert, und je mehr Einheiten, desto mehr „Durchschnitt“ erwarten Sie. Worst Case gilt aber immer noch. Da jedoch eine Saite allein die Leistung eines 60-48D bewältigen kann, liegen Sie innerhalb der Spezifikation, solange Sie in der Lage sind, die Temperatur der LEDs zu bewältigen.

Warum wird es also nichts nützen? Weil der Gesamtstrom durch die beiden Saiten derselbe ist wie durch einen. Denken Sie daran, dass der Treiber den Strom steuert, der Strom also gleich bleibt und eine LED Licht ausgibt, das vom Strom abhängt. Wenn Sie also zwei identische Saiten haben, erhält jede die Hälfte des Stroms, den eine einzelne Saite erhalten würde, und jede Saite ist nur etwa halb so hell.

Es gibt relativ geringe Auswirkungen. Die LED-Effizienz (Licht/Verstärker) nimmt bei höheren Strömen tatsächlich etwas ab, sodass zwei parallel geschaltete Saiten etwas mehr Licht abgeben als eine, aber das ist nicht wahrnehmbar. Es ist auch einfacher, zwei Stränge mit jeweils halber Leistung als einen mit voller Leistung zu kühlen, und Sie möchten die LED-Temperatur niedrig halten, wenn Sie es vermeiden können. Dies könnte ein Grund für die Verwendung von zwei Stränge sein. Obwohl ich vermuten würde, dass für das Geld ein besserer Kühlkörper billiger ist als zwei weniger effektive - aber das liegt an Ihnen.

Der Treiber, den ich mir anschaue, ist Mean Well ELN 30-48D oder Mean Well ELN 60-48D."

Vielleicht möchten Sie mit Konstantstrom-LED-Treiber-Netzteil suchen. Ihre aktuelle Wahl Mean Well ELN 30-48D ist ein Festspannungsnetzteil.

Das Konstantstrom-LED-Treiber-Netzteil für CREE XT-E 5w sollte etwa 1A oder etwas weniger betragen, denke ich. Der zu wählende Spannungsbereich des Netzteils hängt von der Anzahl der LEDs ab.