LED-Driver Parallel-C

[Crazy Harry]

Hallo @ all,

ich habe mir ein paar Step-Down LED-Driver PT4115 besorgt und möchte an denen jeweils 3 weisse 2W-LEDs in Reihe betreiben. Im Datenblatt ist zu lesen, daß man zur Verringerung des Ripples parallel zu den LEDs einen Kondensator schalten kann. In einem Versuch habe jch auch festgestellt, daß (meiner Meinung nach) die LEDs ein klein wenig heller werden, ohne daß die Eingangsleistung steigt. Layouttechnisch wär es aber viel besser, wenn ich nun parallel zu jeder einzelnen LED einen eigenen Kondensator schalten würde. Preisfrage: Ist das egal ? Ja Reihenschaltung von Cs ist mir natürlich bekannt, aber da liegen ja LEDs parallel. Zudem bräuchte ich nur Cs mit rund 4...5V und nicht mit 12...15V - also 0805 und nicht 1206 (alles SMD).

Gruss
Harry

[Peter(TOO)]

Hallo Harry,

So ganz ideal ist das nicht, einen Kondensator parallel zu jeder LED zu schalten.
Im Prinzip bildest du dann einen kapazitiven Spannungsteiler. Somit kann dann letztendlich der Strom durch die einzelnen LEDs unterschiedlich werden.
Dürfte sich aber erst beim Dimmen wirklich bemerkbar machen.

MfG Peter(TOO)

[Crazy Harry]

Hi Peter,

hmmmm ok so habe ich das noch nicht betrachtet (kapazitiver Spannungsteiler). Ich sollte mir doch mal ein Simulationsprogramm irgendwo installieren.

Gruss
Harry

[RoboHolIC]

Layouttechnisch wär es aber viel besser, wenn ich nun parallel zu jeder einzelnen LED einen eigenen Kondensator schalten würde. Preisfrage: Ist das egal ?
Wenn Bauelemente (LED und Kondensatoren!) mit garantiert geringer Serienstreuung eingesetzt werden, dann JA.


Reihenschaltung von Cs ist mir natürlich bekannt . . . Cs mit rund 4...5V und nicht mit 12...15V - also 0805 und nicht 1206
... und n-facher Kapazität, wenn n Stück LED/C in Reihe geschaltet werden. Da kommt es drauf an, ob dadurch nicht wieder die nächstgrößere Bauform fällig wird.

Vielleicht kein wirkliches 'Problem', aber wenn schon Ripple geglättet wird, dann vielleicht besser an der Quelle ?!

[witkatz]

... wenn n Stück LED/C in Reihe geschaltet werden ... wenn schon Ripple geglättet wird ... Spielt das ESR bei der Ripple-Glättung eine Rolle? Durch die Reihenschaltung wird das gesamt ESR mindestens n-mal schlechter als das ESR des Einzelkondensators.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Spielt das ESR bei der Ripple-Glättung eine Rolle? Durch die Reihenschaltung wird das gesamt ESR mindestens n-mal schlechter als das ESR des Einzelkondensators.

Der Regler arbeitet mit maximal 1MHz, do kommt beim ESR schon was zusammen.

Anders herum, spielen 20mV Ripple bei einer LED keine so grosse Rolle, wie z.B. bei einem analogen Verstärker.

MfG Peter(TOO)

[Klebwax]

Der Regler arbeitet mit maximal 1MHz .....

Anders herum, spielen 20mV Ripple bei einer LED keine so grosse Rolle

Eigentlich spielt Ripple und auch PWM bei Frequenzen im + kHz-Bereich bei LEDs garkeine Rolle. Und um die PWM Frequenz zum Dimmen kommt man ohne ziemlich Aufwand nicht herum.

MfG Klebwax

[Peter(TOO)]

Hallo Klebwax,

Eigentlich spielt Ripple und auch PWM bei Frequenzen im + kHz-Bereich bei LEDs garkeine Rolle. Und um die PWM Frequenz zum Dimmen kommt man ohne ziemlich Aufwand nicht herum.

Ganz so einfach ist die Halbleiterphysik nun auch wieder nicht.

LEDs leben bekanntlich auch nicht ewig.
Ein Effekt ist die Ionenwanderung im Kristall, es werden mit der Zeit Atome in die Sperrschicht verlagert, welche die Diode langsam zerstören.
Der Effekt ist vor allem Stromabhängig und hier kommt der Spitzenstrom zur Geltung.
Eine mit PWM angesteuert LED hat eine geringere Lebenserwartung als eine mit Gleichstrom betriebene, bei gleichem mittlerem Strom, bzw. Helligkeit.

Der selbe Effekt begrenzt auch die Programmierzyklen bei z.B. EPROM und FLASH-Speicher. Hier werden, durch die hohen Feldstärken beim Programmieren, Fremdatome in die Isolationsschicht eingetragen und diese somit langsam zerstört.


Das verwendete IC hat einen Steuereingang zum Dimmen.

Hier noch ein Link zum Datenblatt:
https://people.xiph.org/~xiphmont/thinkpad/PT4115E.pdf

MfG Peter(TOO)

[Klebwax]

Eine mit PWM angesteuert LED hat eine geringere Lebenserwartung als eine mit Gleichstrom betriebene, bei gleichem mittlerem Strom, bzw. Helligkeit.

Kannst du den Effekt mal etwas qantifizieren? Wieviel weniger als die so angegebenen 30-50 Tausend Stunden?

Da in den gängigen Datenblättern nicht von PWM abgeraten wird, sondern wegen der Farbtreue bei weißen LEDs sogar zu PWM statt analog geraten wird, scheint der Effekt schon in die Lebensdauer eingerechnet zu sein.


Das verwendete IC hat einen Steuereingang zum Dimmen.


Ja, hat es. Was hat das aber mit der Lenbensdauer zu tun?

MfG Klebwax

[Peter(TOO)]

Hallo Klebwax,

Kannst du den Effekt mal etwas qantifizieren? Wieviel weniger als die so angegebenen 30-50 Tausend Stunden?

Da in den gängigen Datenblättern nicht von PWM abgeraten wird, sondern wegen der Farbtreue bei weißen LEDs sogar zu PWM statt analog geraten wird, scheint der Effekt schon in die Lebensdauer eingerechnet zu sein.

Leider habe ich bis jetzt nur allgemeines:
http://www.renesas.com/media/products/common_info/reliability/reliability_handbook/pdf/reliability_handbook_101119.pdf
3.2.4 Electromigration
3.2.5 Stress Migration

Die Effekte sind eigentlich schon seit den 70er Jahren bekannt, auch für LEDs.

Ich hatte immer wieder mal direkten Kontakt zu Halbleiterwerken, bzw. Personen, allerdings immer aus dem Bereich LSI.
Ist ein seltsames Völkchen, besonders was Fragen zur Ausbeute angeht. :-)
Konkrete Zahlen hat mir in 30 Jahren kein Einziger genannt, es wurden nur immer meine Schätzungen als realistisch bestätigt.
Die haben Angst, entweder von der Konkurrenz ausgelacht zu werden, weil die Ausbeute zu klein ist oder angegriffen zu werden, weil sie dank grosser Ausbeute, den grossen Reibach machen.

Reliability Reports sind leider bei den meisten Herstellern Geheimsache. Früher war Fairchild noch sehr ausführlich, die hatten sogar konkrete Zahlen aus der Produktion drin, der Rest entsprach dem was Renesas macht.



Ja, hat es. Was hat das aber mit der Lenbensdauer zu tun?
Nix, das war zu deiner Aussage: Und um die PWM Frequenz zum Dimmen kommt man ohne ziemlich Aufwand nicht herum.

MfG Peter(TOO)

[Crazy Harry]

Danke für eure "verbratenen" Gedanken :D

Ich hätte jetzt aus dem Bauch raus gesagt, daß ich den Ripple an jeder LED getrennt verringern kann. Wie gesagt: meine Vermutung.

Der Dim-Eingang des Reglers wird nicht verwendet: immer volle Helligkeit.

Gruss
Harry