Konfiguration der LED-Schaltung

Durchlassspannung

Wenn Strom in positiver Richtung durch eine LED fließt, wird die zwischen Anode und Kathode erzeugte Spannung als Durchlassspannung (VF) bezeichnet. Die Einheit für Spannung ist Volt (V).
Im Datenblatt ist beispielsweise das Kennliniendiagramm der erzeugten Durchlassspannung in Bezug auf den Stromfluss angegeben (Durchlassstrom IF vs. Durchlassspannung VF).
Diese Eigenschaft ist der wichtigste Parameter bei der Betrachtung des tatsächlichen LED-Beleuchtungskreises.

Die IF-VF-Eigenschaften variieren je nach Material, Größe und sogar emittierender Farbe des LED-Elements. Sie variiert auch je nach Umgebungstemperatur. Hinzu kommt eine für Halbleiter spezifische Kennwertverteilung, die sogenannte Variabilität.
VF-Variationen sind nicht problematisch, wenn die LEDs unter Konstantstrom-Ansteuerung betrieben werden, aber für eine Konstantspannungs-Ansteuerung müssen diese Änderungen und Schwankungen beim Design berücksichtigt werden.

LED-Beleuchtungskreis

[Bei einer Reihenbeleuchtungsschaltung]

Beim Aufleuchten von LEDs in Reihe über eine Konstantspannungsansteuerung umfasst die Schaltung typischerweise einen Widerstand, der in Reihe mit den LEDs geschaltet ist, um den Strom zu steuern.

Lesen Sie bei dieser Art von Schaltung zuerst den Durchlassstrom IF und die Durchlassspannung VF der leuchtenden LED aus den IF-VF-Kennlinien aus.
Der Wert von R (Stromsteuerwiderstand) wird durch Berechnung bestimmt, indem diese Werte in die obige Gleichung eingegeben werden.

[Bei einem parallelen Beleuchtungskreis]

Für die Parallelschaltung mit Konstantspannungsantrieb empfehlen wir eine Schaltungskonfiguration, die für jede LED (die in der obigen Reihenbeleuchtungsschaltung nebeneinander angeordnet sind) einen Steuerwiderstand verwendet.

Die LED-IF-VF-Eigenschaften variieren je nach Elementmaterial und emittierender Farbe. Darüber hinaus gibt es bei Halbleitern auch bei gleichem Material und gleicher emittierender Farbe individuelle Variationen.
Wie in der folgenden Grafik gezeigt, erschwert die Steuerung des Stroms mit nur einem Widerstand die Steuerung des Stroms, der zu jeder LED (IF1 und IF2) fließt, wenn sich die VF von LED ① und LED ② unterscheiden.
Durch Anschließen eines Widerstands an jede LED kann der Stromfluss individuell eingestellt werden (IF1 und IF2), wodurch individuelle Einstellungen möglich sind (zB Stromanpassung erreichen, Helligkeitsschwankungen unterdrücken). Außerdem ermöglicht das Anlegen einer hohen Spannung an den Widerstand, beispielsweise durch Erhöhen der Eingangsspannung Vin, ein Design zu implementieren, das Variationen berücksichtigt.