Konstantstromquellen

Häufig werden wir von Kunden gefragt:

Konstantstromquelle oder Konstantspannungsquelle? Was ist der Unterschied?

Konstantspannung

Bisher hatte man sich immer an der Spannung orientiert. 12V oder 24V Gleichspannung. Das kennt man von z.B. (Auto-) Batterien und mehr. Der dann fließende Strom hängt dabei von zwei Faktoren ab:
a) dem Verbraucher, bzw. dessen ohmscher Widerstand und errechnet sich entsprechend Strom = Spannung geteilt durch Widerstand (I = U / R)
b) der maximalen Leistung des Netzteils. z.B ein 48W Netzteil kann bei 24V einen maximalen Strom von 2A liefern. Strom = Leistung geteilt durch Spannung  (I = P / U)

Moderne Netzteile regeln bei Überlastung die Ausgangsspannung runter, sobald der maximale Strom erreicht wurde.

Konstantstromquellen - der LED-Kennlinie wegen

Diese Stromabhängigkeit von der Spannung funktioniert prima bei linearen ohmschen Verbrauchern. Sprich der Widerstand ändert sich kaum.
LEDs dagegen haben ein gänzlich anderes Verhalten. Deren Kennlinieverlauf verursacht bei kleinen Spannungsschwankungen bereits große Stromänderungen. Siehe Skizze rechts.

Selbst wenn es gelingt die Spannung genau bei z.B. 3,3V konstant zu halten um einen Diodenstrom von ca. 350mA zu erhalten, ist der Betrieb nicht stabil. Die Kennlinie ändert sich ständig in Abhängigkeit von Betriebstemperatur und Alteratung und streut von Diode zu Diode. Sicherer Betrieb ist nicht möglich und eine thermische Zerstörung bei kleinen Schwankungen schnell möglich.

Aus diesem Grund werden Konstantstromquellen, sog. LED-Treiber eingesetzt. Diese treiben einen definierten und somit konstanten Strom durch die LEDs. Die an der LED gemessene Spannung darf gerne schwanken. Zuverlässiger Betrieb von LEDs ist so durch diese auch als Konstantstromtreiber genannte Konstantstromquellen sichergestellt.

Mann kann sich eine Konstantstromquelle wie eine an die maximale Stromgrenze betriebene Konstantspannungsquelle vorstellen.

Übliche Stromstärken für LEDs sind:

• Altbekannte LED aus der Bastelkiste: ca. 10mA (meistens realisiert durch einen Vorwiderstand)
• Kleinleistungs-Leuchtdioden liegen um die 100mA
• Die Power-LEDs mit ausreichender Kühlung haben begonnen mit 350mA und arbeiten inzwischen auch mit Stromstärken von 1A oder mehr.
• Beliebt sind LED-Arrays oder auch COB, welche mit Konstantstromquellen von über 1 Ampere betrieben werden.

Aufgepasst. Es gibt LED-Leuchtmittel, wie GU5.3 (MR16 LED-Strahler) oder LED-Modul, welche bereits über eine integrierte Konstantstromquelle verfügt. Diese werden ganz herkömmlich mit Konstantwechsel- oder gleichspannung betrieben.(Meist 12 AC)

Alternative Bezeichnungen für Konstantspannungsquellen sind LED Treiber CC (Constant Current => Konstantstrom). Entsprechend auch häufig die Bezeichung Konstantstromtreiber

Links zu weiteren Informationen über Konstantstromquellen haben wir hier zusammengestellt:

• Beispiele von LED-Kennlinien und geeignetem Betrieb
• Schaltungstechnische Lösung bei Wiki