LED-Fragen ??

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

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toj76
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Di, 21.09.10, 18:24

Hallo zusammen,

bezüglich LEDs bin ich noch ziemlich grün hinter den Ohren.
Daher hoffe ich, dass ihr mir bei meinen Fragen ein bißchen Licht ins dunkel bringen könnt :) .

1) Wie ich gelesen habe, ist die effektivste Schaltung von einzel LED eine Reihenschaltung (3x Leds) mit entsprechendem Vorwiderstand. Das hat ja den Grund, dass durch die Reihenschaltung am Vorwiderstand weniger Leistung verbraten wird.
Was ich nicht verstehe ist, weshalb werden von "www.leds.de" Schrauben-LEDs angeboten, die für 12V ausgelegt sind?
Diese können doch nur parallel geschaltet werden und verbraten dadurch ziemlich viel Leistung am Vorwiderstand.
Das ist doch die denkbarste schlechteste Verschaltung, oder? Das beste wäre doch, dass diese Schrauben-LEDs ohne
Vorwiderstand angeboten werden oder als dreier-Reihenschaltungs-Kombination?

2) Konstantstromquelle vs. Konstantspannungsquelle
Wenn ich eine Konstanspannungsquelle 12V (z.B. 1A) verwende, kann ich max. 50 3xLED-Kette parallel schalten,
da die Spannung konstant bleibt und sich die Ströme jedes parallelen Zweiges (20mA) ja addieren.
Wie funktioniert die Schaltung bei einer Konstantstromquelle z.B.Ausgangsspannung: 9V - 48V und Ausgangsstrom: 350mA? :(
In welchem Fall ist eine Konstantstromquelle die bessere Wahl?

Dank euch schon mal für eure Hilfe!!

Gruß
toj76
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Achim H
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Di, 21.09.10, 18:53

Willkommen im Forum!

Die Led-Schrauben gibt es (leider nicht hier) auch ohne Vorwiderstand bzw. zum selber zusammen bauen bzw. in Einzelteilen. Da kannst Du wie bei jeder anderen Led Dir deine eigene Konstruktion herstellen.

Einzelteile der Led-Schraube findest Du hier: Led-Zubehör: Montage und Helfer

Eine Konstantspannungsquelle mit konstanter Spannung @ 1A könnte max. 1A liefer, allerdings würde man damit die Leistungsgrenze bereits erreicht haben. Ist der Strom der angehängten Last aufgrund widriger Umstände mehr als 1A, wird diese Quelle bereits überlastet. Daher immer mindestens 10% (besser 20%) unter dem Maximum bleiben.

12V ist nicht immer eine gute Entscheidung. Je nach Anwendung kann auch ein 24V-Netzteil praktisch sein. Praktischer als 12V ist es allemal, da in der Regel nicht nur das Doppelte an Leds angeschlossen werden kann, sondern noch 1 Led mehr. Auch sind die Menge stromeinstellender Komponenten (Widerstand bzw. Konstantstromquelle) weniger als an einem 12V-Netzteil: nämlich nur die Hälfte. Wenn nur 1 Led angeschlossen werden soll, dann braucht man auch nur eine kleine Spannungsquelle (je nach Farbe der Led) 3,3V oder 5V.

Eine Konstantstromquelle liefert wie der Name es schon sagt einen konstanten Strom. Dies ist für Leds, die einen konstanten Strom benötigen (und dazu gehören eigentlich alle Leds, da diese Bauteile stromgesteuert und nicht spannungsgesteuert funktionieren) sehr wichtig. Eine Konstantstromquelle mit 350mA ist beispielsweise für Leds gedacht, die 350mA (oder mehr) benötigen, aber nur mit genau 350mA bestromt werden sollen. Quasi alle Highpower Leds.

Einzelne Leds, die durch Parallelschalten an einem höheren Strom angeschlossen werden, leben sehr gefährlich. Fällt nur 1 Led aus, teilen sich die verbleibenden Leds den Strom. Und der Strom wird immer mehr, je mehr Leds ihren Geist aufgeben. Da Leds auch herstellungsbedingt nicht 100%ig gleich sind, wird auch der Strom nicht 100%ig gleich auf die Leds verteilt.

Ein Beispiel:
5 Leds a 50mA (max. Strom zum Beispiel 60mA) parallel an einer 350mA Konstantstromquelle:
350mA / 5 = 50mA je Led (theoretisch).

Fällt 1 Led aus:
350mA / 4 Leds = 87,5mA (und damit schon mehr als das erlaubte Maximum).

Fällt noch eine Led aus (also schon 2 kaputt):
350mA / 3 Leds = 116,66mA (schon fast 2mal soviel wie erlaubt).

Man kann sich solche Geschichten sehr einfach ausrechnen, auch wie lange die noch verbleibenden Leds leben werden.

Sicherer ist es, nur den Strom in eine Led (oder eine Reihenschaltung mit Leds) einzuleiten, der auch wirklich benötigt wird. Der eingestellte Strom sollte jedoch kleiner als erlaubte Maximum sein. Fällt in einer Reihenschaltung eine Led aus, sind die anderen Leds geschützt, da die Leitung unterbrochen ist und somit weder Spannung noch Strom fließt.

mfg Achim
toj76
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Mi, 22.09.10, 07:40

Hi Achim,

vielen Dank für deine schnelle Antwort :D .

Ich fasse nochmals zusammen, ob ich alles so richtig verstanden habe :) .
Ein Konstantspannungsquelle ist für den Fall, wenn ich LEDs in Reihe, aber vor allem Parallel schalte die bessere Wahl.
Bei Highpower LEDs, die ja einen Strom von 350 mA ziehen, ist eine Konstantstromquelle zu bevorzugen, da ich in diesem
Fall mehrere dieser Highpower LEDs in Reihe schalten kann. Eine Parallelschaltung bei einer Konstantstromquelle ist nicht
geeignet, da sich der Strom auf die Zweige aufteilt und im Falle eines Ausfalls, wie du beschrieben hast, die LEDs zerstören kann.
Irgendwie habe ich aber noch ein Verständnis Problem :( .
Wenn dies so stimmen sollte, macht doch eine einzige Reihenschaltung bei einer Konstantstromquelle keinen Sinn, da bei Ausfall einer LED gleich die gesamte Kette ausfällt.
Daher wäre doch wiederum die Konstantspannungsquelle mit einer Parallelverschaltung die ausfallsicher und dadurch bessere Wahl, oder?

Gruß
toj
Borax
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Mi, 22.09.10, 07:54

Wenn dies so stimmen sollte, macht doch eine einzige Reihenschaltung bei einer Konstantstromquelle keinen Sinn, da bei Ausfall einer LED gleich die gesamte Kette ausfällt.
Im Prinzip richtig, aber wie Du schon korrekt bemerkt hast ist bei High Power LEDs eine Konstantstromquelle die bessere Variante und bei Verwendung guter Komponenten (LEDs und Konstantstromquelle) fällt da auch nichts aus... Viele hier im Forum (mich eingeschlossen) haben High Power LEDs an einer Konstantstromquelle seit Jahren im Einsatz ohne einen einzigen Ausfall. Wenn es dagegen eher darum geht viele 5mm LEDs (isb. Billig -LEDs) zu betreiben, dann ist ggf. die 'ausfallsichere' Variante mit mehreren parallelen Ketten zu bevorzugen (auch aus Kostengründen - sonst ist für jede Kette eine eigene Konstantstromquelle erforderlich).
toj76
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Mi, 22.09.10, 08:24

Hi Borax,

super, danke für die Antwort.
Jetzt macht das auch für mich Sinn :D .

Eine Frage hätte ich noch :wink: .
Wenn ich z.B. mehrer Highpower SMD-Leisten verwenden möchte
(http://www.leds.de/LED-Leisten-Module/H ... m-12V.html ), die wie hier im Beispiel für 12V und 1,4A ausgelegt sind, nehme ich z.B. die eine Konstantstromquelle, die 1,4 A liefert. Wenn ich z.B. 5x von diesen Leisten in Reihe schalte, muss meine Konstantstromquelle ja dann minimum 5x 12V =16V liefern.
Stimmt doch so, oder?

Generell nochmals ein riesen Dank an die LED-Community für die super Unterstützung der LED newbies :D .

Gruß
toj
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Mi, 22.09.10, 08:29

toj76 hat geschrieben:Wenn ich z.B. 5x von diesen Leisten in Reihe schalte, muss meine Konstantstromquelle ja dann minimum 5x 12V =16V liefern.
Stimmt doch so, oder?
5*12=60
Soweit ich weiß addiert sich die Spannung in Reihenschaltung und der Strom bleibt gleich. Somit würdest du 60 V und 1,4 A benötigen. :?:
toj76
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Mi, 22.09.10, 08:40

... stimmt, war ein Schreibfehler :mrgreen: , ich hatte 60V gemeint.
Aber die Überlegung ist so richtig, oder?
Für die 5 Leisten bräuchte ich eine Konstantstromquelle mit 1,4A und mindestens 60V?

Gruß
toj
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Mi, 22.09.10, 08:53

Ich bin mir nicht sicher.

Die Leiste kannst du ja nach allen drei LEDs kürzen. Daher geh ich ehr davon aus, dass die LEDs auf der Leisten untereiander schon in Reihen- und Parallelschaltung verbunden sind.

Ich würde ehr auf eine Spannungsquelle zurückgreifen mit 12V und 7,5A. Allerdings glaub ich unter www.leds.de gibt es erst wieder eine mit 12V und 8A. Da da aber immer noch 10% drünter bleiben solltest, müsste diese dann genau passen.

Ohne Garantie :!:
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Mi, 22.09.10, 08:58

@MissSonnenblume:
Gute Überlegungen soweit. Hast richtig vermutet :wink: .

Das Netzteil, was du meinst gibts hier:
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... A-12V.html

Kleine Ergänzung noch:
Die Leisten bitte nicht an einander reihen. Also nicht mit den Leitungen in die erste Leiste rein gehen und vom Ende der ersten in die nächste.
Dann fließen die gesamten 7,5A durch die erste Leiste und das würden die Leiterbahnen nicht so gut finden. Lieber sternförmig verdrahten, also jede Leiste mit eigenen Leitungen direkt ans Netzteil klemmen.
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Sailor
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Mi, 22.09.10, 09:03

toj76 hat geschrieben:... stimmt, war ein Schreibfehler :mrgreen: , ich hatte 60V gemeint.
Aber die Überlegung ist so richtig, oder?
Für die 5 Leisten bräuchte ich eine Konstantstromquelle mit 1,4A und mindestens 60V?

Gruß
toj

Diese Leisten werden mit einer SPANNUNGS-Quelle betrieben, nicht mit einer STROM-Quelle.

Zum Anschluss der Leisten bzw. Leistenteilstücke ist also ein Netzteil erforderlich. Die Kontrolle des Stromes wird auf jedem Teilstück der Leiste vorgenommen.
toj76
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Mi, 22.09.10, 10:19

Hi zusammen,

ihr seid klasse, danke für die schnellen Antworten :D .
Das bedeutet ich brauche nur eine Konstantstromquelle, wenn ich mir selber Highpower-LEDs in Reihe zusammen bastel/schalte, oder?
Die Leiste kannst du ja nach allen drei LEDs kürzen. Daher geh ich ehr davon aus, dass die LEDs auf der Leisten untereiander schon in Reihen- und Parallelschaltung verbunden sind.
Das heisst, bei einer LED Leiste (mit 60 LEDs), die für 12V ausgelegt ist, sind jeweils 3 LEDs in Reihe und diese dreier Modul dann insgesamt 20x parallel geschaltet.
Die Leisten bitte nicht an einander reihen. Also nicht mit den Leitungen in die erste Leiste rein gehen und vom Ende der ersten in die nächste. Dann fließen die gesamten 7,5A durch die erste Leiste und das würden die Leiterbahnen nicht so gut finden. Lieber sternförmig verdrahten, also jede Leiste mit eigenen Leitungen direkt ans Netzteil klemmen.
Gilt dies nur für spezielle Leisten, zB. http://www.leds.de/LED-Leisten-Module/H ... m-12V.html?
Bei den Superflex-Leisten ist in der Montageanleitung diese Zusammenschaltung (Leiste an Leiste) ja beschrieben oder
muss ich generlle bei Leisten, dieses alle parallel verschalten? :(


Gruß
toj
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Mi, 22.09.10, 10:33

toj76 hat geschrieben:Das bedeutet ich brauche nur eine Konstantstromquelle, wenn ich mir selber Highpower-LEDs in Reihe zusammen bastel/schalte, oder?
Ja.
toj76 hat geschrieben:Das heisst, bei einer LED Leiste (mit 60 LEDs), die für 12V ausgelegt ist, sind jeweils 3 LEDs in Reihe und diese dreier Modul dann insgesamt 20x parallel geschaltet.
Ja.
toj76 hat geschrieben:Bei den Superflex-Leisten ist in der Montageanleitung diese Zusammenschaltung (Leiste an Leiste) ja beschrieben oder
muss ich generlle bei Leisten, dieses alle parallel verschalten?
Das ist grundsätzlich immer möglich, weil die Leiterbahnen zur Spannungsversorgung von einer Seite zur anderen Seite durchgezogen sind.

Diese Leiterbahnen sind jedoch sehr dünn (richtiger: sie haben einen sehr kleinen Querschnitt). Daher wirken sie

zuerst als Widerstand : je größer der Strom durch die Leiterbahnen der Leiste ist, desto mehr Spannung fällt ab. Das hat zur Folge, dass die letzte Leiste nicht mehr hell ist wie die erste. Deshalb ist meist eine maximale Anzahl der direkt verbindbaren Leisten angegeben.

dann als Sicherung: wenn der Strom durch die erste Leiste zu hoch wird, brennt die Leiterbahn durch...
toj76
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Mi, 22.09.10, 11:23

Hi Sailor,

danke für die Antwort :) .

Viele Grüße
toj
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