LEDs und 3V-Netzteil

[Jalpa]

Hallo Alle zusammen,

Ich les mich jetzt einige Tage durch das Forum, aber finde keine wirkliche Antwort.
Der Vorwiderstand wird ja benötigt um die Spannung an die LED anzupassen (z.Bsp: bei einem 12V-NT um die Spannung für die LED zu reduzieren etc.), aber wie verhält es sich wenn die Ausgangsspannung bereits nur 3V beträgt?

Wenn ich also 35 LED (3,3V und 20mA) mit einem 3V-NT (1000mA) parallel schalte, sollten doch theoretisch die Toleranzen reichen, dass man auf den Vorwiderstand verzichten kann?

Grüße Jalpa

[Achim H]

Wenn ich also 35 LED (3,3V und 20mA) mit einem 3V-NT (1000mA) parallel schalte, sollten doch theoretisch die Toleranzen reichen, dass man auf den Vorwiderstand verzichten kann?

Aber nur theoretisch.
Praktisch sieht die Sache etwas anders.

Zuerst einmal beziehen sich die Werte in einem Datenblatt nur auf das eine Stück Led, welches vermessen wurde.
Herstellungsbedingt sind aber nicht alle Leds gleich, sodass auch deren elektrische Werte unterschiedlich sein können: bis zu +/-10%.
Hinzu kommt, dass Leds mit Betriebswärme eine niedrigere Vorwärtsspannung haben (negativer Temperaturkoeffizient) als im kalten Zustand. Das können noch einmal ein paar Zehntel Volt ausmachen. In Summe kann also die Vorwärtsspannung einer 3 Volt Led um bis zu einem halben Volt kleiner oder größer sein.

Betreibt man die Leds über die Spannung, dann können sich die Leds soviel Strom nehmen, wie sie wollen. Also auch mehr als gut für sie wäre. Durch unterschiedliche höhe Ströme leuchten die Leds auch unterschiedlich hell. Bei Überbestromung verkürzt sich die Lebenserwartung. Bei gravierender Überschreitung stirbt die Led innerhalb weniger Sekunden.

Aus diesem Grund betreibt man Leds über den Strom. Nur bei gleichem Strom leuchten auch alle Leds gleich hell. Und nur bei einem definierten Strom (kleiner als maximal zulässig) leben die Leds auch lange.

Du kannst nur dann die Leds über eine Spannung und ohne Vorwiderstand betreiben, wenn die Leds vorher vermessen wurden.
Hierzu ist eine Konstantstromquelle erforderlich.
Die Messung muss bei Betriebswärme erfolgen.

Ist die Vorwärtsspannung kleiner als die Betriebsspannung, muss ein Widerstand vorgeschaltet werden.
Ist die Vorwärtsspannung gleich der Betriebsspannung (+/-0,05V), kannst Du auf einen Vorwiderstand verzichten.
Ist die Vorwärtsspannung höher als die Betriebsspannung, leuchtet diese Led entsprechend dunkler.

[Jalpa]

Also würden in dem Sinne schon sehr kleine Widerstände reichen um die LEDs zu schützen, falls das NT doch mal mehr als 3V abgibt?

[Achim H]

Ein Schaltnetzgerät (SNT) besteht aus vielen elektronischen Bauteilen und diese haben ebenfalls Toleranzen. Daher kann auch die Ausgangsspannung eines SNT kleiner oder größer ausfallen. Wie groß die Toleranzen maximal sein können, steht im Datenblatt zum SNT unter "Voltage Tolerance". Darin enthalten ist meist auch "Ripple and Noise" und "Line and Load Regulation" --> siehe Fußnoten im Datenblatt zum SNT.
Die Toleranzen insgesamt sollten nicht größer als +/-4% sein, anderfalls ist das SNT einfach zu mieserabel.

Falls das Netzgerät noch mit einem altertümlichen Eisenkerntransformator ausgerüstet ist:
die Netzspannung darf um +/-10% abweichen. Folglich kann auch die Ausgangsspannung um +/-10% kleiner oder größer sein.

Wenn ich also 35 LED (3,3V und 20mA) mit einem 3V-NT (1000mA) parallel schalte, ...

So eine Spannung findet man häufig bei einstellbaren Netzgeräte mit Schrittweite 1,5V (zum Beispiel 3-12V).

Aufpassen:
Häufig ist der maximal mögliche Strom bzw. die maximal mögliche Leistung nur bei der größten einstellbaren Spannung möglich. Bei kleineren Spannungen kann der Strom bzw. die Leistung ebenfalls geringer sein.

Also würden in dem Sinne schon sehr kleine Widerstände reichen um die LEDs zu schützen, falls das NT doch mal mehr als 3V abgibt?

Ja.
Genaueres kann man erst sagen/schreiben, wenn man die Ausgangsspannnung des SNT und die Vorwärtsspannung der Leds @ 20mA gemessen hat.
Wahrscheinlich wirst Du für deine Leds keinen Widerstand mit mehr als 10 Ohm benötigen.

Falls zu den Leds ebenfalls ein Datenblatt hinterlegt ist, solltest Du auch dort einmal reinschauen. Manchmal findet man dort Graphen zu Spannung und Strom. Ebenfalls ersichtlich ist, wie hoch der Strom durch die Led maximal sein darf, um wieviel sich die Vorwärtsspannung bei Erwärmung ändert (angegeben als ein negativer Wert, zum Beispiel -0,03V/°C), usw.

[Jalpa]

Wie sollte es auch anders sein, die Messwerte sind für jede LED anders, genauso für das Netzteil.
Ich habe jetzt 47 Ohm-Widerstände verwendet, um die Haltbarkeit etwas zu erhöhen.

Vielen Dank für die Hilfe, ich hätte mich sonst schwarz geärgert.