Vorwärtsspannung von LEDs messen

Dieses Thema im Forum "Modding" wurde erstellt von Gonzo, 23. März 2014.

  1. Hi,


    wie messe ich die Vorwärtsspannung von LEDs ?
    Was genau bräuchte ich an Aurüstung und wie genau geht es ?

    Da ich vor habe meine Triple Nichia zu Aktualisieren, würde ich versuchen wollen die LEDs zu selektieren damit nicht eine deutlich heller/ dunkler als die anderen ist.

    Danke für eure Hilfe.

    Gruß

    Robin
     
  2. Armytek
    Ich hänge mich da gleich mal mit ran, da ich auch ein paar Fragen zur Nichia NVSL219B-R85-B220 habe.

    Ich experimentiere ja gerade in TISPICE mit Treibern für meinen Tripple-Nichia-Buckboost-Treiber. Leider hat das Programm aber keine LEDs die der Nichia nahe kommen integriert. Man kann aber eigene LEDs hinzufügen, indem man die Konfigdateien ändert.

    So sieht da z.B. ein Eintrag aus:

    Code:
    .model LXK2-PW14 D(Is=3.5e-17 Rs=.725 N=3.12 Cjo=1.2n Xti=200 Iave=1.6 Vpk=5 mfg=Lumileds type=LED)
    Was muss ich denn da für Is (Sättigungsstrom), Rs (Serienwiderstand), N (Ideality factor von Uf(Id)-Kennlinie), Cjo, Xti, Iave und Vpk (Spitzensperrspannung) nehmen? Dem Nichia-Datenblatt konnte ich da nicht alles entnehmen.
     
  3. Das was du da redest klingt für mich wie Chinesisch :D
     
  4. Acebeam
    Was hast du denn denn da vor als Treiber zu nehmen? Die Standard-8fach-AMC-Treiber? Dann solltest du auf jedenfall zur 219BT greifen und nicht zur 219AT. Die AT wird da sonst wegen der hohen Vf sofort im Direct-Drive betrieben.
     
  5. Im einfachsten Fall reicht ein Multimeter und ne Sonnenbrille :thumbup:.
    Einfach möglichst nah an der LED parallel die Spannung messen. (Am besten direkt an den Lötpads auf der LED Platine).
    Allerdings wärs vielleicht interessant gleichzeitig auch noch den Vorwärtsstrom zu messen. Dazu einfach noch ein Multimeter in Reihe dazuschalten.
     
    #5 Frickelfreak, 23. März 2014
    Zuletzt bearbeitet: 23. März 2014
    Gonzo hat sich hierfür bedankt.
  6. Da ich sowas von keine Ahnung von der Materie und den Begriffen habe... was heisst das MM in Reihe dazuschalten und an der LED parallel messen ? :D
     
  7. Ich benutze den normalen Treiber der Niteye Eye 10
     
  8. Da bin ich dann mal auf das Ergebnis gespannt. Hoffe du machst uns da schöne Fotos während des Umbaus. Besonders wie das da mit dem Treiber und der Optik mit dem Platz aussieht. Tripple-Nichia mit Selektorring ist natürlich eine feine Sache. :thumbsup:

    PS:
    Parallel und Serie kennst du doch vom Akkupack.

    Code:
    Masse vom Netzteil
    |
    |------------- Multimeter1 parallel (Masseeingang)
    LED
    |------------- Multimeter1 parallel (Spannungseingang)
    |
    Multimeter2 in Serie für Strommessung
    |
    |
    Plus vom Netzteil
    
     
  9. strat50 und Gonzo haben sich hierfür bedankt.
  10. AW: Vorwärtsspannung von LEDs messen

    Die Eye10 mit Nichia gibt es schon länger.... Ich will nun halt nur die neue Nichia Generation einsetzen.

    Parallel und Serie kenne ich, ja. Aber damit genau um zu gehen weiss ich nicht :peinlich:
     
  11. Da gibt es nicht so viel zu beachten. Je genauer dein Multimeter ist, je dicker deine Messstrippen sind und je dichter du an den beiden Polen der LED misst, desto genauer wird das Ergebnis.

    Eigentlich simpel. Das schwierige ist eher die Motorik, wenn du mit den Messspitzen direkt an die Pole der LED willst, ohne da etwas kurzzuschließen.
     
  12. Um mal grob einen Versuchsaufbau darzustellen:
    (Ich habe kein Labornetzteil o.ä.)

    Ich nehme eine Lampe, verbaue die LED, schalte die Lampe ein und gehe mit den Messstrippen des MM auf +/- der LED. MM dabei wie beim Akku messen auf die Einstellung und dann fertig ?!

    Das mit jeder LED und dann möglichst gleiche, mit möglichst geringer Spannung, verwenden ?!
     
  13. Vollkommen korrekt!
     
  14. Die Vorwärtsspannung ist keien feste größe, sondern eine Kurve. Auf der einen Achse ist de rStrom, auf der anderen die Spannung. Dann kann man ablesen, bei welcher Spannung welcher Strm fließt oder umgekehrt, bei welcher Spannung an der LED welcher Strom fließt. Will man LED selektieren, dann sind im Idealfall die Kurven deckungsgleich. Interessant sind aber letztlich die Punkte, an denen die LED betrieben wird.

    Recht einfach geht das mit einem Labornetzteil. Man stellt eine Spannung ein, die über der maximalen Vorwärtsspannung liegt, aber unterhalb der zulässigen Spannung. Dann dreht man den Strom auf null und schließt die LED an. Dann dreht man den Strom hoch auf einen gewünschten Wert und ließt die Spannung am Netzteil ab.
     
    Gonzo hat sich hierfür bedankt.
  15. Olight Shop
    Ja, genau wie beim Akku, nur halt die beiden Pole der LED und nicht die beiden Pole des Akkus.

    Was du vielleicht noch beachten solltest:

    Du willst die Vorwärtsspannung bei einem festen Strom und einer festen Temperatur messen.

    1.) Die LEDs sollten also zum Messzeitpunkt gleich heiß sein. Also z.B. immer bei genau einer Minute nach dem Einschalten der Lampe messen, damit die LEDs gleich lange Zeit hatten zum Aufheizen

    2.) Nimm eine gut geregelte Lampe, damit da auch wirklich immer der gleiche Strom fliest und immer volle Akkus nehmen. Bei den meisten Lampen mit Buck-Treibern bricht ja die Leistung schnell ein.

    3.) Keine Akkus ohne Schutzschaltung verwenden, falls du doch beim Messen einen Kurzschluss verursachst
     
    Gonzo hat sich hierfür bedankt.
  16. DANKE euch allen.

    Ich frage mal besser ob mein Vater ein Labornetzteil hat :D
    Ich denke das macht einiges einfacher...

    Welche Spannung sollte ich so ca einstellen an (zb) einem Labornetzteil ? 4,2V?

    Auf was würde ich den Strom denn hochdrehen ? auf das was die Lampe nacher vermutlich Leistet?
     
  17. Die Spannungseinstellung brauchst du ja nur als Sicherheit, falls du mit den Fingern am Stromregler niesen musst. ;)
    4,2V sind aber viel zu hoch, da wirds nur einmal kurz ganz hell. So genau kann man das nicht sagen, da die Vf stark von der Temperatur abhängt. Fang mal mit 3,3V an und geh ein bißchen höher, wenn du mehr Strom brauchst, aber sich nichts mehr tut, wenn du am Regler drehst.
     
  18. Danke! Habe gerade leider keine Danke mehr ;)

    klingt alles nicht ganz einfach. Hoffe ich bekomme das hin obwohl ich Elektrotechnik hasser bin :D
     
  19. So...
    Habe mir nun ein Labornetzteil organisiert.. bevor ich mich da aber dran wage, eine Frage noch.

    Wenn ich Strom und Spannung einstelle, welchen "Wert" erhalte ich zum vergleichen ?
    Oder muss ich bei festen V und A die helligkeit der LED messen und dies dann vergleichen ?
     
  20. Du stellst einen festen Strom ein, die Spannung ergibt sich dann, das ist die Vorwärtsspannung.
    Strom auf deinen gewünschten Messtrom einstellen und die Spannung langsam hoch drehen bis das Netzteil den Strom begrenzt.
    Auch wenn du eine Strombegrenzung nimmst sie der LED nicht gefärlich wird solltest du die Anfangsspannung nicht zu hoch wählen. Es gibt preiswerte Labornetzteile die einen zu großen Kondensator am Ausgang haben. Deren Ladung würde ausreichen um die LED zu himmeln wenn er z.b. mit 5V oder 10V geladen ist.
     
    Gonzo hat sich hierfür bedankt.
  21. Ok vielen dank. Werde ich morgen mich mal ranwagen... als Strom denke ich, nehme ich ~1A
     
  22. So, ich mal wieder...
    habe gerade mich an das messen gemacht. Es hat soweit geklappt... aber irgendwie kommen mir die Werte eigenartig vor.

    JEDE LED die ich vermessen habe, egal ob Nichia,XP-G2,XM-L oder XM-L2, alle hatten eine Spannung von 3,5V. Dabei war der Strom auch egal, den konnte ich zwar ändern, aber die Spannung blieb gleich ...

    Jemand eine Idee was ich falsch gemacht habe ?


    [​IMG][​IMG][​IMG]
     
  23. Kein Wunder, bei dem "Schätzeisen" von Drehspulinstrument kannst Du 0,5 Volt ablesen und ca. 0,2 Volt schätzen. Die Spannungsunterschiede der Leds liegen aber um ca. eine Zehnerpotenz dichter beisammen. Lösung: Spannungsmesser (Multimeter) im 5V-Bereich mit Hirschmannspitzen direkt an die Kontakt-Pads der Led (auf Deinem Foto in 5- und 7 Uhr-Position).
    Dann geht...
    Gruß
    Volker
     
    Gonzo hat sich hierfür bedankt.
  24. Die beiden hellen Stellen auf der grünen Basis?
     
  25. ...genau da. Wenn der Strom vom Labornetzteil auch anliegt --Kontakt hergestellt ohne daß sich die Hirschmannklemmen und die Hirschmannspitzen selbst berühren--, nennt man das "4-Punkt-Messung".
    In diesem Fall das einzig Wahre.
     
    Gonzo hat sich hierfür bedankt.
  26. Wage ich mich morgen mal dran. Muss ich wohl noch eine Sonnenbrille dazu holen ;)
     
  27. ist ratsam, war wegen solcher Messungen auch schon verblitzdingst...
    Gruß
    Volker
     
  28. Oha, dann besser zwei:D

    Danke
     
  29. Wie beschrieben hat es , warum auch immer, nicht funktioniert... aber ich habe die Messspitzen an die Klemmen gehalten, was mir dann auch Werte gegeben hat.

    Nun gab es abweichungen in der Spannung der LED, größter Unterschied sind 0,13V

    Funktioniert meine Methode auch ?
     
  30. Bist du sicher, das dein Netzteil als Stromregler arbeitet?
    Auf dem Foto werden mehr als 1A angezeigt.

    Stell mal bei offenen Anschlüssen ca. 4,5 bis 5V ein, dann schließ die Strippen kurz und regle den Strom am Netzteil auf 1A ein. Danach geh mit den Strippen wieder auf die LED. Es sollte nun wieder ein Strom von 1A fließen und du kannst die Vf mit dem Multimeter an der LED messen.
     
    Gonzo hat sich hierfür bedankt.
  31. Ok,
    werde ich veruschen.

    Danke
     
  32. Hallo,
    sorry, dass ich diesen alten Thread wieder aufwärme.

    Ich möchte eine Highpower LED CFT-90 vorab etwas vermessen um grob einschätzen zu können, ob die Vf eher bei 2,9V oder doch bei 4,2V liegt.

    Vf typ. ist mit 3,5V bei 22,5A angegeben.
    Dazu würde ich die LED auf einen PC Kühlkörper, evtl. einen mit Wasserkühlung packen und bei einem eingestellten Strom (über Labornetzteil) die Spannung direkt an der LED messen. Dann möchte ich über Diagramm vergleichen wo ich liege, typisch oder eher im min. oder max. Bereich. Die Temperatur der LED wäre evtl. auch noch wichtig, kann ich messen aber recht ungenau...

    Niedrigere Vf wäre mir lieber, da ich einen Treiber im Auge habe, der dann evtl. mit 1S am Eingang gefüttert werden könnte und noch genügend Spannung für die LED bereit hält, diese hell zu betreiben. Außerdem könnte ich bei 1S Betrieb die doppelte Akkukapazität bereit halten, als wenn ich im Batterierohr 2S bereitstellen muss.

    Falls 1S nicht mehr geht, müsste ich auf einen 2S Treiber zurück greifen und hätte viel Spannung zu verbraten und somit viel mehr Verlustleistung im Treiber.

    Kann das so einfach funktionieren? Ich meine jetzt erstmal die Messung der Vf.

    Danke.
     
  33. Prinzipiell kann die Messung so funktionieren wenn man ein recht genaues Multimeter verwendet für die Strom- und Spannungsmessung.

    Man sollte die LED aber nicht anschließend am Limit betreiben sondern das eine oder andere A als Reserve berücksichtigen.
     
  34. Hallo,
    ich danke Dir.

    Multimeter ist recht genau. Werde mir einen schönen Prüfaufbau zusammenbauen mit entsprechend kurzen, dicken Litzen.

    Ob ich den Einfluss der Temperatur evtl. vernachlässigen kann, weiß ich nicht.
    Bei der LED sind die Diagramme auf 90°C "junction temperature" angegeben und für 40°C Kühlkörper-Temperatur.

    https://download.luminus.com/datasheets/Luminus_CFT-90-W_Datasheet.pdf

    Die Delta Vf ändert sich im Bereich von 80 - 120°C (junction temperature) um ca. 110mV. Wenn ich das richtig verstehe und ein negatives Delta Vf = V(Tj) - V(90°C) bei hohen Temperaturen entsteht, dann heißt das, dass die Vf bei niedrigeren Temperaturen höher ist als bei hohen Temperaturen. Somit bei niedriger Leuchtstufe (und niedriger Wärmeentwicklung) höhere Vf und bei Turbo niedrigere Vf.
    Kommt mir nochmals entgegen...
     
  35. square74 hat sich hierfür bedankt.
  36. Hallo,

    danke, das hatte ich schon mal gesehen.
    Ich hoffe zwar, dass die Fertigungsschwankungen bei den LEDs nicht so groß sind, würde nicht generell für die Qualität sprechen, hoffe aber, dass mein Exemplar eine recht niedrige Vf hat.

    Irgendwie habe ich noch die Hoffnung, dass ich mit einem Treiber mit 1S am Eingang über einen gewissen Bereich geregelt auf Maximum leuchten kann (30A) peile ich neuerdings an.

    OT:
    Ich möchte evtl. mit LiPos die Lampe betreiben und habe dann natürlich bei 1S die Möglichkeit auf gleichem Raum doppelt so viele Zellen parallel zu schalten. Somit halbe Strombelastung je Zelle und noch weniger Spannungseinbruch.
    Federn und ähnliches werde ich nicht drin haben, da ich Litzen mit Hochstromverbindern verwenden möchte:
    http://www.lehner-shop.com/zubehoer/hochstromstecksystem-400-a.html

    Somit hätte ich sicherlich einen Spannungsbereich von ca. 3,70 bis 4,10V am Treibereingang.
    LiPos evtl diese hier:
    https://hobbyking.com/de_de/turnigy-nano-tech-2000mah-3s-15-25c-lipo-airsoft-pack-1.html
    2 x den 3er Pack, somit 6 Zellen parallel, somit 12000mAh.
    Die haben eine Länge von ca. 125mm, somit wäre auch ein verkürztes Batterierohr möglich.
    Alles verbaut in einer BLF GT.
    OT-Ende.
     
    FrankFlash hat sich hierfür bedankt.
  37. ja

    genau

    D.h. du willst die werksseitigen Steckverbinder von den LiPos entfernen und andere montieren?
     
    square74 hat sich hierfür bedankt.
  38. Ja, muss eh umverdrahten, da ich ja mehrere LiPos parallelschalten muss.
     
  39. Bevor ich so einen "Aufwand" betreiben würde,
    würde ich eher zu einem anderen Treiber tendieren (Lexel zB)
    und den Rest so lassen.

    Also Led und Treibertausch.
    Möglicherweise noch Akkukäfig umlöten.

    Warum aus 1 oder mehr P Alles raus quetschen,
    Wenn ganz locker 2S
    oder noch mehr S :) möglich wären.

    Gruß Xandre
     
    square74 hat sich hierfür bedankt.
  40. Da hast Du prinzipiell recht. Ich möchte aber auch ein bisschen Akkukapazität haben und nicht allzu viele Zellen reinpacken.
    Bei Lexel habe ich auch schon angefragt.
    Antwort steht noch aus.
    Ist jetzt aber alles zu viel OT.
    Wenn ich das Projekt Richtig starte, mache ich vielleicht ´nen eigenen Thread auf...


    EDIT:
    Mal schnell ein paar Messungen gemacht, aber alles andere als genau...
    Zwei Messleitungen mit Büschelstecker an die LED gelötet und ab ans Geregelte Netzteil.
    Dort Spannung von 4,0V eingestellt und den Strom in Schritten langsam erhöht.

    Spannungen nur am Netzteil abgelesen, nicht gemessen, also quasi geschätzt.

    Werte wie folgt:
    Schaetztabelle.jpg

    Als Diagramm:
    Diagramm_CFT-90.jpg

    Somit hat meine CFT-90 geschätzt etwas höhere Vf.
    Beachten muss ich noch, dass die LED trotz fehlenden Kühlkörpers nicht mal lauwarm wurde bei der Aktion.
    Die Daten aus dem Diagramm im Datenblatt beziehen sich auf 40°C Heatsink, bzw. 90°C junction temperature.
    Bei Erwärmung der LED geht die Vf zurück. So liegt die Vf bei 80°C ca. 0,04V höher als bei 90°C.
    Das lässt mich trotzdem hoffen eine LED mit relativ niedriger Vf-Kennlinie zu haben... ;).
     
    #40 square74, 1. August 2019
    Zuletzt bearbeitet: 2. August 2019
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