Fragen zu Kostantstrom und Konstantspannung sowie Berechnung

[ToxicOxygen]

Hallo zusammen,

ich bin neu hier im Forum und auch in Sachen LED´s und Schaltungen recht unerfahren.

Ich möchte mir "eigentlich nur" ein paar Lichtleisten auf Platine zusammen Löten welche dann später als Blinker im PKW laufen sollen.
Beim belesen im Internet hab ich nun aber so viel unterschiedliches Zeug gelesen, das ich nur noch verwirrter werde.

Nun hoffe ich, das ich mit eurer Hilfe evtl doch noch Klarheit in die Sache bringen kann und eventuelle Fehler in meinen Überlegungen ausmerzen kann.
Ich versuche euch alles so gut wie möglich zu beschreiben und Daten zu liefern.

Also, es ist folgendes geplant:

4 LED Leisten (2 links, 2 rechts) mit jeweils 15 LED´s pro Leiste.

Verwendet werden SuperFlux LEDs Farbe Amber 2.6V, 70ma. (Lumileds HPWT-ML02)

Da ich 12V Betriebsspannung habe und 15 LED´s pro Leiste möchte muss ich also 3 mal 4 LED´s und 1 mal 3 LED´s in reihe schalten
und diese 4 Reihen dann parallel anschließen richtig?

Gerechnet habe ich wie folgt: 4x 2.6V = 10.4V bei 70ma der LEDs bräuchte ich einen 27 Ohm Wiederstand. Metallschicht-Widerstand 27 Ω, 0.6 W wäre da OK?
3x 2.6V = 7.8V bei 70ma der LEDs bräuchte ich einen 68 Ohm Wiederstand.

Oder habe ich hier schon den ersten Fehler und ich muss die 70ma die jede LED hat auch mal 4 bzw mal 3 rechnen für die Reihenschaltung?

Das nächste was mir nicht ganz klar ist, wäre die Geschichte mit dem Konstantstrom und Konstantspannung der LED´s.

Da ich im PKW die 12V ja nicht konstant habe, sondern die Spannung von 12 - 14.4V schwankt, war mein Plan eine Konstantspannungsquelle davor zu schalten.
Diese hat folgende Daten: Eingang: 12V DC bis 36Volt DC, Ausgang: konstante 12V DC, max. Ausgangsstrom: 3A ( 36Watt ).
Mit einer dieser Konstantspannungsquellen sollen dann immer 2 der Leisten, also 30 LED´s betrieben werden.
Ist meine Überlegung bis dahin richtig und ich kann das so machen?

Jetzt habe ich aber noch gelesen das LED`s auch einen konstanten Strom brauchen? Muss ich also zusätzlich auch noch eine Konstantstromquelle mit dazu anschließen?
Und falls ja, wie hoch müsste dieser sein? Ich möchte dann nach möglichkeit auch wieder 2 Leisten, also 30 LED´s mit einer betreiben.
Wären das dann einfach 30x 70ma = 2100ma? Oder ändert sich da noch etwas durch diese Reihen und Parallelschaltungs Geschichte?
Da ich bisher nur Konstantstromquellen mit 2000ma oder weit drüber gefunden habe, wäre es schlimm anstelle von 2100 nur 2000ma zu haben?

Ich hätte nicht gedacht das diese Geschichte so kompliziert wird wenn man keinen Plan davon hat..


Für Anregungen das Ganze evtl komplett anders anzugehen bin ich auch offen.
Wichtig wäre halt nur das ich pro Leiste 15 der oben genannten LED´s brauche und das die LED´s auch auf dauer halten.

Ich würde mich wirklich über Hilfe freuen.

Grüße
Sven

[R.Kränzler]

Willkommen in unserem Forum.

Lies mal diesen Beitrag:
viewtopic.php?f=34&t=20303

[Achim H]

Da ich im PKW die 12V ja nicht konstant habe, sondern die Spannung von 12 - 14.4V schwankt, war mein Plan eine Konstantspannungsquelle davor zu schalten.
Diese hat folgende Daten: Eingang: 12V DC bis 36Volt DC, Ausgang: konstante 12V DC, max. Ausgangsstrom: 3A ( 36Watt ).
Mit einer dieser Konstantspannungsquellen sollen dann immer 2 der Leisten, also 30 LED´s betrieben werden.
Ist meine Überlegung bis dahin richtig und ich kann das so machen?

Ja.

Gerechnet habe ich wie folgt: 4x 2.6V = 10.4V bei 70ma der LEDs bräuchte ich einen 27 Ohm Wiederstand. Metallschicht-Widerstand 27 Ω, 0.6 W wäre da OK?
3x 2.6V = 7.8V bei 70ma der LEDs bräuchte ich einen 68 Ohm Wiederstand.

4x 2,6V = 10,4V
12V - 10,4V = 1,6V
1,6V / 0,07A = 22,857... R --> aufgerundet auf den nächst größeren, aber erhältlichen Wert = 24 Ohm.

3x 2,6V = 7,8V
12V - 7,8V = 4,2V
4,2V / 0,07A = 60R --> nächst größerer, aber erhältliche Wert = 62 Ohm.

Jetzt habe ich aber noch gelesen das LED`s auch einen konstanten Strom brauchen? Muss ich also zusätzlich auch noch eine Konstantstromquelle mit dazu anschließen?

Zum Strom_einstellen werden (siehe Rechnungen oben) Widerstände verwendet. Da der Strom mithilfe von Widerstände bereits eiongestellt ist, wird keine Konstantstromquelle mehr benötigt.

Alternative:
Du verwendest eine Konstantstromquellen und lässt die Vorwiderstände weg.
Nachteil:
die Konstantstromquelle braucht eine um ungefähr 3,5V höhere Spannung als was am Ausgang heraus kommen soll.
An 12V können bestenfalls 3 Leds betrieben werden, möglicherweise auch nur 2 Leds in Reihe.

Wären das dann einfach 30x 70ma = 2100ma? Oder ändert sich da noch etwas durch diese Reihen und Parallelschaltungs Geschichte?

An 12V + nachgeschalteter Konstantstromquelle können nur 2-3 Leds In Reihe angeschlossen werden.
30 Leds / 3 Leds = 10 Stränge.
30 Leds / 2 Leds = 15 Stränge.

10 Stränge a 70mA = 700mA.
15 Stränge a 70mA = 1050mA.

Bei einer Parallelschaltung teilt sich der Strom der Konstantstromquelle auf die Verbraucher auf, die am Ausgang angeschlossen sind.
Fällt 1 Led aus, fällt der komplette Led-Strang aus. Der Strom der Konstantstromquelle teilt sich nur auf die Verbraucher auf, die zu diesem Zeitpunkt noch funktionieren. Der Strom steigt somit an (wird größer).

[Borax]

welche dann später als Blinker im PKW laufen sollen.

Im PKW im Sinne von im Innenraum? Oder wirklich als Blinker? Letzteres ist nicht zulässig:
§49a Abs. 6 der StVZO sagt, dass in den Scheinwerfern und Leuchten nur die vorgeschriebenen Leuchtmittel eingesetzt werden dürfen.

Was ggf. noch hinzu kommt: LEDs brauchen Kühlung. Die Superflux LEDs zwar nicht viel, aber wenn 30 davon auf engem Raum betrieben werden sollen wird es ggf. doch schon zu heiß. Den Rest hat Achim schon erklärt.

und das die LED´s auch auf dauer halten.

Dann solltest Du die LEDs nicht mit dem maximal erlaubten Strom betreiben sondern mit wesentlich weniger (also z.B. 30-50mA).

[Achim H]

Verwendet werden SuperFlux LEDs Farbe Amber 2.6V, 70ma. (Lumileds HPWT-ML02)

Diese Led taugt nichts.
Output @ max. Strom (70mA): 1 Lumen

Hier aus dem Shop:
Nichia Superflux Led amber NSPAR70BSS
max. erlaubter Strom 40mA
Output:
@ 20mA: 3 Lumen
@ 30mA: 5 Lumen
@ 40mA: 6 Lumen

[ToxicOxygen]

Hallo,

wow das ging aber schnell mit der Hilfe...
Vielen Dank schon mal..

Also ich fasse einmal zusammen. Ich hoffe ich hab das richtig verstanden.
Das mit der Konstantspannungsquelle ist soweit ok wie ich mir das vorgestellt hatte.

Eine Konstantstromquelle brauche ich nicht, da ich den Strom mit den Widerständen begrenze.

Nun noch einmal zu den LED´s.
Vielen Dank für den Hinweis.
Da ich schon recht helle LED´s haben wollte, würde ich dann evtl tatsächlich die verlinkten Nichia nehmen.

Diese haben allerdings eine höhere Spannung, also würde ich hier 5 mal 3 LED´s in Reihe schalten.

Borax sagte ich solle die LED´s nicht mit maximal erlaubtem Strom betreiben sondern mit wesentlich weniger, sind sie dann nicht auch wesentlich dunkler?

Was würdet ihr mir denn bei den Nichia LED´s empfehlen? 3,4V mit 30ma? Dort würde ich bei einer 3er Schaltung dann einen 62 Ohm Widerstand nehmen?
Oder kann ich sie ruhig mit 3,5V und 40ma betreiben? Mir geht es bei der Frage um die Lebensdauer.

Ja, die LED´s sollen tatsächlich als Blinker in die Rückleuchten.
Der Hinweis mit der StVZO ist sehr nett, aber in diesem Falle nicht nötig.
Es handelt sich nicht im ein "normales" Fahrzeug für den europäischen Markt.

Keine Leuchten oder Scheinwerfer entsprechen der StVZO. Z.B. Xenon ohne Leuchtweitenregulierung.
Im ursprünglichen Zustand auch in Deutschland nicht zulässig.
Die Rückleuchten wurden schon einmal modifiziert damit sie zumindest "ein wenig" dem Deutschen Standart entsprechen.
Auch diese Modifizierung wäre "eigentlich" schon nicht zulässig.
Weshalb die gesammte Beleuchtung eine Ausnahmegenehmigung besitzt und eine "in etwa" Wirkung bestätigt wurde.
Eine Rücksprache mit dem Tüv ergab "es muss einfach nur gelb blinken, dann ist es in Ordnung".

Ich möchte halt die bisher etwas unschöne Lösung ein eine etwas schönere ändern.

Grüße
Sven

[Achim H]

Wenn Du pro Leuchte nur 15 Leds (5 Stränge mit jeweils 3 Leds @ 30mA = 150mA) verwenden möchtest, dann brauchst Du keinen DC/DC-Wandler. Ein LowDrop Spannungsregler 12V tut es auch.


kostet bei Reichelt 0,91 EUR. Zuzüglich Versandkosten.
Direktlink zum Produkt

Vorwiderstand für 3 Leds in Reihe @ 30mA:
3 Leds a 3,4V = 10,2V
12V - 10,2V = 1,8V
1,8V / 0,03A = 60R --> nächst größerer, aber erhältliche Widerstandswert = 62 Ohm.

Rückrechnung auf den Strom:
1,8V / 62R = 0,02903...A --> gerundet 29mA.

Borax sagte ich solle die LED´s nicht mit maximal erlaubtem Strom betreiben sondern mit wesentlich weniger, sind sie dann nicht auch wesentlich dunkler?

Wesentlich dunkler? Nein
Dunkler Ja. Das sieht man auch am Output.
Bei 30mA kommen 5 Lumen heraus.
Bei 40mA (33,3% mehr Strom gegenüber 30mA) kommen nur 6 Lumen (entspricht nur 20% mehr Licht) heraus.

Wenn Platz vorhanden ist, dann lieber 3 Leds mehr nehmen, dafür einen geringeren Strom wählen.

[ToxicOxygen]

Hallo,

Solche LowDrop Spannungsregler kannte ich noch garnicht.
Wenn so ein Teil für 15 von den Nichia LED´s ausreicht, nehm ich doch lieber sowas.

Nur um sicher zu gehen, Ein ist der Eingang und aus der Ausgang richtig?

Platz für mehr LED´s ist leider nicht, aber ich denke 5 Lumen sollten wohl reichen und hell genug sein.
Dann werde ich die Nichia mit 30ma betreiben.

Eine kleinigkeit hätte ich noch bezüglich des Widerstands.
Man sagt ja immer Vorwiderstand dazu. Ich meine aber gelesen zu haben das es bei so einer Reihenschaltung egal ist wo der Widerstand eingelötet wird.
Ist das wirklich so? Ich könnte den Widerstand also auch z.B. zwichen 2 LED´s setzen oder auch nach allen 3 LED´s`?

Grüße
Sven

[Borax]

Ein ist der Eingang und aus der Ausgang richtig?

Ja. Allerdings sollte man dem Regler noch einen Kondensator 'spendieren'. Siehe:
viewtopic.php?f=34&t=5363&hilit=gemisch ... 75#p159924

Ich könnte den Widerstand also auch z.B. zwichen 2 LED´s setzen oder auch nach allen 3 LED´s`?

Ja.1. Kirchhoffsches Gesetz: Im unverzweigten Schaltkreis ist die Stromstärke überall gleich groß...

[ToxicOxygen]

Ok danke Dir...

Kann ich den Kondensator nehmen der dort verlinkt ist?

[Borax]

Klar. Deshalb ist er da verlinkt. Tantal Kondensatoren sind zwar etwas teurer als Standard-Elkos, dafür aber temperaturstabil (bis - 55°C) und wesentlich kleiner. Wenn Du auf 'Nummer sicher' gehen willst (im KFZ gibt es aberwitzige Spannungsspitzen bis +/- 100V), wäre eine zusätzliche Schutzschaltung mit einer kleinen Induktivität und Transildiode auch noch gut. Siehe:
download/file.php?id=19099

[ToxicOxygen]

Super dann kommt die schon mal auf die Liste...

Oh je.. ich muss zugeben, das übersteigt nun wieder mein Verständniss..
Für so eine Schutzschaltung bräuchte ich also noch diese L1, C1 und D1 dingsbums Teile?

[Borax]

Ja. Aber 99% geht es auch ohne. Ich kann Dir schon eine komplette Einkaufsliste zusammenstellen, aber aufbauen musst Du das selber. Es sind aber viele solcher Lösungen ohne Schutzschaltung unterwegs. Ganz so häufig scheinen also Ausfälle wegen Überspannungen auch nicht zu sein.

[ToxicOxygen]

Hmm.. Ja das wäre jetzt die Frage..
Wenn man idr. auch ohne auskommt würde ich natürlich drauf verzichten. Ich müsste alle extra Bauteile irgendwo im Kabel vor der Platine unter bringen.
Auf der Platine ist dafür leider kein Platz mehr.

[Achim H]

Wegen Überspannung braucht man sich keine Sorgen machen.

Zitat aus dem Datenblatt des LM2940CT12 (siehe Seite 1 - General Description):
"During line transients, such as load dump when the input voltage can momentarily exceed the specified maximum operating voltage, the regulator will automatically shut down to protect both the internal circuits and the load."

Auf deutsch:
bei kurzzeitigen Spannungen, die höher als die maximale Betriebsspannung sind, schaltet der Spannungsregler ab, um sich selbst und die angehängte Last zu schützen.

Ein paar Sätze vorher heißt es noch, dass der LM2940CT12 auch für Fahrzeug-Anwendungen einsetzbar ist:

"Designed also for vehicular applications ..."

[ToxicOxygen]

Ok dann kann ich ja darauf verzichten.

Ich hab jetzt mal alles bestellt.
Bin gespannt ob alles so klappt wie ich mir das vorstelle..

Ich danke euch nochmal recht herzlich.
Grüße
Sven

[Achim H]

Noch ein Bildchen, damit Du die Led auch richtig herum anschließt:


(Schematik stammt von einer anderen Nichia Superflux, die Anschlüsse sind aber identisch.)
Siehe Seite 13 im Datenblatt.

Angeschlossen werden muss nur jeweils 1 Anode(+) und 1 Kathode(-).
Die Kontakte 2 + 3 sind intern zusammengeschaltet.
Die Kontakte 1 + 4 sind intern zusammengeschaltet.

[ToxicOxygen]

Hehe... danke Dir...

Das kannte ich zwar schon, aber sicher ist sicher..
Nicht das ich im Eifer des Gefechts doch noch was vertausche.