Reihenschaltung / Parallelschaltung

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am Mi, 01.03.06, 22:58 (1 Bewertungen, 20 Sterne)

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Reihenschaltung

In einer Reihenschaltung werden alle LEDs hintereinander betrieben. Also wird ein (Plus-)Pol immer an den (Minus-)Pol der nächsten LED angeschlossen (Siehe Bild). Es verhalten sich in dieser Schaltung alle LEDs wie eine "große LED". Sind also 5 LEDs mit einer Spannung von jeweils 2,4V in Reihe geschaltet, ergibt dies eine benötigte Versorgungsspannung von 12V. Dennoch sollte immer ein Widerstand in Reihenschaltungen integriert werden um Spannungsschwankungen auszugleichen. Die Stromaufnahme einer Reihenschaltung addiert sich nicht, verwenden sie also 5 LEDs mit je 20mA Stromaufnahme so bleibt diese in einer Reihenschaltung auch weiterhin bei 20mA. Dies muss besonders bei der Auswahl des Netzgerätes und der Widerstände beachtet werden, da diese nur bis zu bestimmten Strömen betrieben werden dürfen.

Schematische Darstellung einer Reihenschaltung:
3_reihe2_1.gif
3_reihe2_1.gif (12.88 KIB) 69836-mal betrachtet


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Parallelschaltung

Bei einer Parallelschaltung werden alle LEDs getrennt voneinander an die selbe Stromquelle angeschlossen. Es ist lediglich zu beachten, dass die Stromquelle (z.B. das Netzteil) genügend Strom abliefern kann und nötigenfalls die Spannung mit einem Widerstand abgeregelt wird. Bei handelsüblichen Universalnetzgeräten kann die Spannung meist auf ein LED-Verträgliches Niveau heruntergeregelt werden. Die benötigten Widerstände müssen bei JEDER LED einzeln angebracht werden. Wo und in welcher Richtung der Widerstand innerhalb des einzelnen Stromkreises installiert wird, ist unerheblich. Siehe auch "Widerstände"

Schematische Darstellung einer Parallelschaltung:
3_paralell2_1.gif
3_paralell2_1.gif (12.58 KIB) 69829-mal betrachtet
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C.Hoffmann
 
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Beitrag am Fr, 12.05.06, 07:12 (0 Bewertungen, 7 Sterne)

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Hallo Admin,

"Dennoch sollte immer ein Widerstand in Reihenschaltungen integriert werden um Spannungsschwankungen auszugleichen".

Hört sich an, wie das Wort zum Sonntag. Welchen Wert sollte denn der Widerstand haben, wenn die Betriebsspannung identisch ist, mit der Summe der (LED) Einzelspannungen?

Die Helligkeit würde mit jedem Widerstandswert erheblich beeinträchtigt. Welchen Schutz hätte ein Widerstand mit extrem wenig Ohm? Es würde auch extrem wenig Spannung (Schutz) an diesem Widerstand abfallen!

Gruß
Wolfgang
roadbook
 
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Beitrag am Fr, 12.05.06, 08:13 (2 Bewertungen, 11 Sterne)

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Ergänzung zu den Widerständen:Aus stromtechnischer Sicht ist es wirklich egal wo der Widerstand hinkommt.Vor der Led oder hinter.
Für das Wärmemanagemt jedoch nicht.
Der Led-Chip heizt sich selber auf und Widerstände erzeugen noch mehr Wärme.
Wenn man den Chip an das Anschlussbeinchen lötet wo der Chip sitzt,meistens die Kathode,dann belastet der Widerstand den Chip noch zusätzlich mit seiner Abwärme was die Lebensdauer verkürzen kann.
Deswegen um sicher zu gehen die Widerstände am besten entweder weiter entfernt von der Led löten oder an die Anode.
Bei einige Leds sitzt der Chip jedoch auf der Anode,deswegenn habe ich die Seite markiert wo der Widerstand hin soll.
468_LEd_1.jpg
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John.S
 
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Beitrag am Do, 05.10.06, 13:47 (0 Bewertungen, 91 Sterne)

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Verstehe nicht, warum bei einer Parallel-Schaltung an jeder einzelnen LED ein Widerstand ran muss.

Folgende Überlegung:
Vor der Parallelschlatung wird ein entspr. dimensionierter einzelner Widerstand in Reihe geschaltet.
Rechenbeispiel:
5 LEDs parallel a 20mA, 3V, Netzteil 12V
Am Widerstand muessten dann 9V verpuffen -> R = 90 Ohm (9V / 0,02 * 5)
Durch den Widerstand fliessen also 0,1A, wie auch durch die Parallelschaltung. Nur teilt sich der Strom dort auf die einzelnen LEDs auf, so dass jede mit 3V und 0,02A betrieben wird.
Verlustleistung am Widerstand: P = U * I = 9 * 0,1 = 0,9W
Leistung an LEDs: P = U * I = 3 * (0,02 * 5) = 0,3W (Anm. 1/3 vom Widerstand 9V:3V)

Das ist natuerlich recht ineffizient, aber rein rechnerisch richtig?

Wenn die Rechnungen stimmen, wozu jede LED einzeln mit Widerständen bestücken, um das gleiche Resultat zu erhalten (Skalierbarkeit bitte ich zu vernachlässigen ;-)?
dany_b
 
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Beitrag am Do, 05.10.06, 13:52 (0 Bewertungen, 0 Sterne)

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in einer paralellschaltung muss vor jede led ein widerstand, du beschreibst eine reihen gefolgt von einer paralellschaltung
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Volker K.
 
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Beitrag am Do, 05.10.06, 13:58 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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@dany_b: Von der Theorie her richtig, dsa Problem liegt nur darin, dass dann für alle leds zusammen ein Strom kommt, der sich dann halt aufteilt, soweit so gut. Was aber wenn jetzt eine LED kaputt geht? Dann hat man noch die selbe Menge an Strom, die aus dem Widerstand kommt, aber man hat einen Verbraucher weniger. D.h. der gleiche Strom teilt sich auf weniger LEDs auf. Dadurch bekommt jede LED einen höheren Strom, was widerum eine Lebensdauerverkürzung zur Folge hat. Dann stirbt die nächste LED und es werden immer weniger und der Strom pro LED wird immer größer und so lösen sich in Windeseile alle LEDs auf. Dann ist es sinnvoller statt einem HL-Widerstand ein paar kleine zu kaufen und sich den größeren Lötaufwand zu machen als dass einem dann kurz hintereinander alle LEDs absterben, was ja nun auch nich ganz billig ist.
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Fightclub
 
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Beitrag am Do, 05.10.06, 14:33 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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@Volker das ist schon klar, nur habe ich im parallelen Zweig keinen einzigen Widerstand und nach der Beschreibung klang es so, als ob das nicht möglich waere. Aber an sich hast Du recht, im Gesamten ist es meine Version keine Parallelschlatung mehr.

@Fightclub Dankeschön für den Hinweis, das klärt meine Frage & erspart mir sicher Folgekosten! :-)
dany_b
 
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Beitrag am Di, 28.11.06, 19:34 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Bei einer Parallelschaltung von LEDs sollte man vor jede einzelne LED einen Widerstand löten, weil jede LED eine etwas andere Spannung für einen bestimmten Strom braucht. Das sind ganz normale Schwankungen bei der Fertigung.
Wenn man mehrere LEDs einfach parallel schaltet, teilt sich der Strom so auf, dass über allen LEDs die gleiche Spannung abfällt (klar, die sind ja alle zusammengelötet), was aber zu SEHR unterschiedlichen Strömen führen kann, weil die Strom-Spannungskennlinie von LEDs sehr steil ist. Nur wenn die LEDs sehr gut ausgesucht sind, kann man das guten Gewissens machen. Sonst läuft man Gefahr, dass bei z.B. 60mA Gesamtstrom sich das aufteilt in 5mA, 10mA, 45mA. Den Unterschied sieht man dann allerdings ganz gut *ggg*.
Dass bei einem LED-Ausfall die restlichen parallelgeschalteten LEDs auch geschützt sind, wenn man individuelle Widerstände benutzt, ist 'nur' ein angenehmer Nebeneffekt.
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Mirfaelltkeinerein
 
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Beitrag am Di, 28.11.06, 19:51 (0 Bewertungen, 0 Sterne)

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mit den LEDs aus dem Lumitronix Shop konnte ich keine Strom Schwankungen fest stellen, vllt sind sie so minimal das man sie mit eine herkömmlich Messgerät nicht erfassen kann.

MfG
Jay
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Jay
 
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Beitrag am Di, 28.11.06, 20:48 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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das liegt daran das das messgerät einen ihnen wiederstand hat (wenns kein hochwertiges ist ist der sogar recht groß )

durch regelt sich der Strom beim messen natürlich etwas

aber wen du den widerstand ganz genau aus misst und dann die am wiederstand abfallende spannung misst kannst du den Strom recht genau berechnen

aber sooo genau ist das für standard LEDs nicht nötig man gibt denen einfach 15-18 mA dann sind die glücklich
und wenns in Wirklichkeit 1-2 mehr sind auch nicht so tragisch :wink:
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Neo
 
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Beitrag am Mi, 29.11.06, 09:05 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Neo hat geschrieben:das liegt daran das das messgerät einen ihnen wiederstand hat (wenns kein hochwertiges ist ist der sogar recht groß )


Nur der Korrektheit halber: Das heißt Innenwiderstand und bei billigen Multimetern ist der recht KLEIN, was dann Spannungsmessungen verfälscht.
Du hast recht, dass die Schwankungen bei schon recht lange erhältlichen LEDs meistens recht klein sind, zumindest solange die LED-Chips alle von einem Wafer kommen. Allerdings garantiert dir das bei kleinen Stückzahlen niemand. Also besser aufpassen. Die LED-Hersteller geben in den Datenblättern nicht umsonst einen Bereich der Flussspannung von einigen zehntel Volt an (hängt natürlich auch noch vom Strom ab).
Und nochwas. Man kann nicht einfach den 'Widerstand' einer LED mit dem Multimeter messen, sondern muss den Spannungsabfall am Vorwiderstand und den fließenden Strom messen.
Drittens, 1-2mA Unterschied ist wirklich nicht tragisch, da hast du recht.
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Mirfaelltkeinerein
 
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Beitrag am Mi, 29.11.06, 14:59 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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erstens du hast vermutlich recht :wink:
aber ich hatte Mal so ein baumarkt 4€ Multimeter das hatte eine innenwiderstand von 10ohm
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Neo
 
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Beitrag am Mi, 29.11.06, 15:06 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Das war dann aber für die Strommessung oder kaputt. Für die Strommessung sollte der Innenwiderstand natürlich möglichst klein sein, damit der zu messende Strom durch den zusätzlichen Widerstand nicht zu stark beeinflusst wird. Dummerweise ändert sich der Innenwiderstand auch noch mit dem Messbereich...
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Mirfaelltkeinerein
 
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Beitrag am Sa, 09.12.06, 22:50 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Das hört sich alles gut an.Aber wenn das so ist wie ihr Beschrieben habt dann habe ich wohl bald ein problem.ich habe 50 led parallel geschaltet aber ohne Widerstände ich habe den Strom runtergeschraubt auf die 3,7 Volt 1500 mH .Also die Led hängen jetzt schon seit 1 Jahr an einer Schaltuhr und sie gehn noch alle ich habe als ich das von euch gelesen habe so meine bedenken bekommen aber sie gehn zum Glück noch alle.
MFG
A.K
Alexander.Kissinger
 
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Beitrag am Fr, 09.03.07, 19:48 (0 Bewertungen, 0 Sterne)

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Könnte hier BITTE jemand einmal schreiben/aufzeigen , welches die Vor - und Nachteile von einer

" Reihenschaltung / ParallelschaltungLetzten " sind.Danke.
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Jack Bauer
 
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Beitrag am Fr, 09.03.07, 19:53 (0 Bewertungen, 0 Sterne)

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es gibt keine nachteile oder vorteile nur bestimmte eigenschaften...
HeLgZ
 
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Beitrag am Fr, 09.03.07, 20:17 (1 Bewertungen, 7 Sterne)

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Reihenschaltung:

Vorteile:
-Nur ein Widerstand
-Man kann höhere Spannungen nehmen und damit dünnere Leitungquerschnitte verwenden.

Nachteile:
-Brennt eine LED durch verlöschen die anderen auch, sind aber wenigstens nicht kaputt (solange von einer Konstantstromquelle gespeist wird).
-Hat man mit einer Konstantspannung gearbeitet und eine LED schliesst kurz (seltenst!) gehen die anderen drauf.


Parallelschaltung:

Vorteile:
-Brennt eine LED durch, gehen die anderen noch.
-Da vor jeder LED ein Widerstand ist, kann man ggf. Qualtitätsunterschiede in der Helligkeit durch leicht unterschiedliche Werte ausgleichen.

Nachteile:
-Pro LED ein Widerstand.
-Klingeldraht geht nicht mehr, wenn man 5 Highpower LEDs parallelschaltet.

Erkenntnis: Auf jeden Fall Konstantstromquellen benutzen, um die LEDs zu schützen. Der Rest ist von der gewünschten Funktion abhängig.
Ragnar Roeck
 
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Re: Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am Do, 04.10.07, 17:20 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Kann man denn so viele LED´s wie man will in eine Reihe schalten, also z.B. so:
Bild
oder muss man da was beachten?
Tommy
 
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Re: Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am Do, 04.10.07, 17:43 (1 Bewertungen, 6 Sterne)

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Du musst nur beachten, dass eine Fehlersuche immer schwieriger wird, je mehr LED´s in der Reihe sind. An den Widerstand zur Strombegrenzung hast Du ja schon gedacht.

... und das Netzteil sollte stabilisiert sein (fast vergessen)!
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Sailor
 
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Re: Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am Fr, 05.10.07, 10:07 (0 Bewertungen, 0 Sterne)

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Warum muss das Netzteil stabilisiert sein, und kann man auch anstand ein Netzteil eine Graetz-Brücke verwenden???
Tommy
 
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Re: Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am Fr, 05.10.07, 11:10 (1 Bewertungen, 7 Sterne)

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Bei nicht stabilisierten Netzteilen hast Du keine fest definierte Spannung.

So kann ein unstabilisiertes 12 Volt Netzteil in unbelastetem Zustand durchaus 16 bis 18 Volt haben. Die angegebene Spannung stellt sich (oft bis meistens) erst beim angegeben Nennstrom ein. Schwankungen der Eingangsspannung wirken sich unmittelbar auf die Ausgangsspannung aus.

Wenn Du mit Graetz-Brücke den direkten Anschluss an 230 Volt meinst: das geht, ist aber nicht zu empfehlen. Da an jeder LED die volle Spannung anliegt, muss ein sehr hoher Aufwand zur Berührungssicherheit der gesamten Anlage betrieben werden. Sinnvoll ist das sicher nicht, da damit auch eine Fehlerbehebung praktisch unmöglich wird.

Da ist eine Schaltung mit Spannungen bis 48 Volt und galvanischer Trennung vom Netz erheblich einfacher zu realisieren und im Fehlerfall einfacher zu handhaben.
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Sailor
 
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Re: Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am Di, 23.10.07, 12:10 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Vorteil Reihenschaltung bei gegebener Spannung: höhere Effizienz, wenn man so viele LEDs wie möglich hintereinander schaltet, weil ein immer geringerer Anteil der Elektrischen Leistung im Widerstand in Wärme umgewandelt wird. Bei schwankender Eingangsspannung muss man aber vorsichtig(er) sein (ohne KSQ), weil die Strom-Spannungskennlinie der Reihenschaltung bei vielen LEDs und kleinem Widerstand steiler ist als bei wenigen LEDs und großem Widerstand. Die Änderung des Stroms mit der Eingangsspannung ist also größer.
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Mirfaelltkeinerein
 
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Re: Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am So, 06.12.09, 23:52 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Hallo zusammen,

ich habe auch noch eine Frage zu dem Unterschied der beiden Schaltungsarten...

1. Wenn ich eine 3V Batterie habe und 3V LEDs betreiben will, dann kann ich in Reihe doch nur eine LED schalten, für zwei 3V LEDs in Reihe brauche ich dann eine 6V Batterie, oder?

2. Bei einer Parallelschaltung hingegen kann ich bei einer 3V Batterie mehrere (X) 3V LEDs schalten ohne, dass es Auswirkungen auf die Helligkeit gibt, richtig? In diesem Fall wird die Batterie schneller leer.

3. Wie verhält sich eine KSQ mit 1000mA (30V), wenn ich 5 LEDs mit je 1000mA in a) Reihe und b)parallel schalte?
Hintergrund ist, dass ich 5 LEDs 3V mit 1000mA betreiben will und nicht weiß, wieviele 1000mA KSQs ich brauche.
Am liebsten wäre mir eine und die 5 LEDs kämen da parallel-geschaltet dran.

Wäre über Antworten sehr dankbar.

Gruss,
Space
spacecommander
 
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Re: Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am Mo, 07.12.09, 06:28 (1 Bewertungen, 7 Sterne)

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Herzlich Willkommen im Forum !

1. Richtig.

2. Richtig.

3.
a) Die KSQ würde eine höher Spannung am Eingang benötigen (Summe der ULED + Drop)
und jede LED würde mit 1000mA betrieben werden.

b) Die 1000mA verteilen sich (manchmal ungleichmäßig) auf die einzelnen Stränge. Bei beispiels-
weise zwei LEDs würde jede mit etwa 500mA betrieben werden.
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L Bosch
 
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Re: Reihenschaltung / Parallelschaltung

Beitrag am Mo, 07.12.09, 10:54 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Hallo,

danke für die schnellen Antworten.
Das heißt konkret für mich....


Um die Eingangsspannung so gering wie möglich zu halten, will ich die LEDs parallel schalten.
NUR THEORETISCH (OHNE DROP und Leistungsabfall):
Bei 5 LEDs a 3V brauche ich dann statt 15V in Reihe nur 3V bei einer Parallelschaltung.
Da sich aber bei einer Parallelschaltung die 1000mA auf die 5 LEDs verteilen würden (3b) 1000mA/ 5LEDs = 200mA pro LED,
würden diese nur schwach bzw. gar nicht leuchten.
Da ich die LEDs aber mit 1000mA betreiben will, brauche ich also pro LED eine 1000mAh KSQ. A) Die 5 KSQs wären dann parallel an der Batterie (3V).
B) Alternativ 15V Batterie, eine KSQ 1000mA und die 5 LEDs dahinter in Reihe schalten.

Habe ich noch irgendwo einen Denkfehler?

Gruss,
Space
spacecommander
 
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