Eine
Glühlampe ist im Grunde genommen nur ein Ohmscher
Widerstand mit einem positiven Temperaturkoeffizienten. Das
heisst, bei steigender Betriebsspannung und somit steigender
Temperatur erhöht sich der Widerstand der Glühlampe
und begrenzt somit automatisch den Stromfluss.
Eine LED hingegen ist ein Halbleiterbauelement. Der Stromfluss passiert
hierbei einen Halbleiterübergang, mit einer
Durchbruchsspannung von ca. 3V. Oberhalb dieser Spannung
steigt der
Stromfluss exponentiell an, so dass kleine Spannungsschwankungen
große Stromänderungen verursachen. Zudem ist die
Flussspannung stark temperaturabhängig. Bei der
Erwärmung des Halbleiters werden zusätzliche
Ladungsträger frei und senken die Flusspannung.
Kennline eines Osram Decostar 20W
Kennlinie einer Osram Ostar LE UW E3B
Allein der Spannungsunterschied zwischen einem vollen und einem leerem
Akku
ist schon viel zu groß, um die LED spannungsgesteuert
betreiben zu können. Die in der happy-light Vega1.7
verwendeten 7 Cree XP-G beginnen bereits bei ca. 17V
zu leiten und leuchten dabei ganz schwach. Bei knapp über 21V,
also einer um nur 25%
höheren Spannung werden die LED in der Vega1.7 mit voller
Leistung betrieben. Ein leerer LiIon-Akku hat eine Zellspannung von
etwa 3,2V, eine volle Zelle ca. 4,2V. Das heisst, die volle
Zelle
hat eine um 32% höhere Spannung als eine leere Zelle.
Die stark temperaturabhängige Kennlinie würde zudem dazu führen, dass sich die LED nach dem Einschalten langsam erwärmt und der Stromfluss zu steigen beginnt, was zu einer höheren Leistungsaufnahme und einer noch größeren Erwärmung führt. Im günstigsten Fall pendelt sich das irgendwann ein, im ungünstigsten Fall werden es die LED nicht überleben. Da ist man mit einer Konstantstromregelung auf jeden Fall auf der sicheren Seite. Eine Erwärmung führt da nähmlich zu einer sinkenden Flussspannung und einer geringeren Leistungsaufnahme.
externe Links:
Cree Semiconductor
Die stark temperaturabhängige Kennlinie würde zudem dazu führen, dass sich die LED nach dem Einschalten langsam erwärmt und der Stromfluss zu steigen beginnt, was zu einer höheren Leistungsaufnahme und einer noch größeren Erwärmung führt. Im günstigsten Fall pendelt sich das irgendwann ein, im ungünstigsten Fall werden es die LED nicht überleben. Da ist man mit einer Konstantstromregelung auf jeden Fall auf der sicheren Seite. Eine Erwärmung führt da nähmlich zu einer sinkenden Flussspannung und einer geringeren Leistungsaufnahme.
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Cree Semiconductor