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Widerstände oder Konstantstromquelle für LED

Matthias1970

Matthias1970

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Hallo, nach dem mir zwei von vier Konstantstromquellen zur Reduzierung von 12V auf 3V kaputt gegangen sind und dabei schon eine Leuchte durchgebrannt ist hier die Frage:

Wieviele 3V LED verträgt eigentlich ein 470 Ohm Widerstand?

Ich habe 9 Bahnsteigleuchten mit je zwei 3V-LED an einer Einspeisung. Kann man bei Nutzung eines externen Netzteiles mit 12V Ausgang mit einem klassischen Widerstand auf diese Konstantstromquellen verzichten?
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Eigentlich sollten sich 4 mal 3V LED in Reihe schalten lassen und du kommst damit auf 12V.
Ansonsten kommen bei mir je nach Lichtwunsch irgendwas gleich oder über 470 Ohm vor eine LED, bei 12V. Habe einen Schwung 1,5k, die ich gelegentlich auch davor setze.
Immer mit dem Gedanken, dass wir nicht von analoger Fahrspannung, sondern von 12V reden.
 
Ich habe ein Computernetzteil für die Beleuchtung im Einsatz, das läuft vollkommen unabhängig vom Fahrstrom.

Die Leuchten sind bei mir parallel geklemmt.
 
Matthias1970 schrieb:
Wieviele 3V LED verträgt eigentlich ein 470 Ohm Widerstand?
Zum Vergrößern anklicken....
Eigentlich nur eine, wenn du sie parallel schalten willst. Jede sollte ihren eigenen Vorwiderstand bekommen. Nutze den Tipp von @Tomek, einfach ein paar in Reihe schalten, das reduziert die "zu vernichtende" Spannung. Und dann geht auch ein Widerstand für mehrere (aber nur in Reihe).
 
Hallo Matthias,
ich habe gute Erfahrungen gemacht mit der KSQ2.
Wenn die LEDs in der Lampe auch parallel geschaltet sind und sie die üblichen 20mA ziehen, hast Du 360 mA (9 mal 2 mal 20 mA) bei 3V im Lichtstrom.
Der Widerstand müsste demnach 9V "auffangen" und 360 mA vertragen. Das kann ein 470-Ohmer schon.

Spannender wird es bei chinesichen Billig-LEDs, die ziehen schonmal 60 oder 80 mA.
Deshalb kommt es auch mit darauf an, welchen Strom der Widerstand verträgt.
Normalerweise passt das aber bei handelsüblichen 470-Ohm-Widerständen.
Einen 100er vor jede Lampe ist aber auf jeden Fall die sichere Variante und dann den 470er vor die gesamte Gruppe.
Aber nochmal: Bis auf einzelne Ausfälle (Materialdifferenzen, zu heiß geworden beim Löten, ungewollte Brücke entstanden... ) läuft die KSQ2 bei mir stabil und störungsfrei. Im Regelfall kommt bei einem Schaden in der KSQ nichts mehr durch, da fliegt auch keine angeschlossene LED weg.
Schöne Grüße
nordexpress
 
nordexpress schrieb:
Der Widerstand müsste demnach 9V "auffangen" und 360 mA vertragen. Das kann ein 470-Ohmer schon.
Zum Vergrößern anklicken....
Das wären 3.24 W. Wie willst du das am Widerstandswert erkennen? Die gängigen für Elektronik wie unsere sind ¼ W oder kleiner.
 
Hmmmm, die Frage ist halt, was gängig ist?
In dem von Matthias beschriebenen Anwednungsfall dürfte der zur Verfügung stehende Platz kein Problem sein - anders als in Loks oder Wagen.
Meine 470er-Metallschichtwiderstände können 700 Volt und 5 Watt ab. Ich weiß nicht mehr, wo ich die her hatte, ich glaube im Zusammenhang mit dem Versuch eines "analogen" Gleisbildstellwerks hatte ich die mal beschafft. Vielleicht ist das nicht der Mikro-Elektronik-Standard, aber sie funktionieren. Deshalb hatte ich ja die Werte ermittelt und vielleicht nicht ganz korrekt ausgedrückt, aber es kommt eben auf die "technischen Daten" ALLER Bauteile an und deshalb ist Matthias' Frage nicht ohne weiteres zu beantworten.
Ja, es müssten 3,24 W "verbraten" werden. Schön warm werden die Dinger, das stimmt. Und wenn die LEDs mehr ziehen wird es auch heiß - vielleicht sogar zu heiß.
Mit dem, was ich bei mir so verwendet hatte, gab es bisher jedenfalls kein Problem.
Schöne Grüße
nordexpress
 
Hallo Matthias,

zunächst, eine Konstantstromquelle hält den Strom konstant, nicht die Spannung und genau das ist für die LED perfekt zu gebrauchen.

Berechnungsplan dazu:
Konstantstromquelle.GIF

Du schreibst, es sind 9 Bahnsteiglampen. Es wird mit großer Wahrscheinlichkeit ein Strom pro LED von 100 - 200µA genügen, um einen Lichtkegel auf den Bahnsteig zu bringen. Sollte man mehr benötigen so kann man auch dieses bewerkstelligen.
Eine Konstantstromquelle ist kein Hexenwerk, wir gehen es mal kurz durch.

D1 bewirkt den Spannungsabfall an Re. Den braucht man um eine Nachregelung und Einprägung des benötigten Stromes herzustellen.
D2 bewirkt die Öffnung des T. Der Spannungsabfall über D2 ist genauso groß wie die zur Öffnung des T benötigte Ube.
Rv läßt den Längsstrom von Ub+ über D1 und D2 nach Masse fließen. Hier genügen 300µA. Angegeben hab ich 5mA in der Gleichung aber für den geringen Strombedarf genügen 300µA.
Rv = 12V - 1.4V / 300µA = 33K

Jetzt ist der T schonmal offen.

Wenn für eine LED 200µA benötigt werden, dann berechnet sich Re wie folgt:
Re = 0.7V / 200µA = 3.6K

Jetzt ist schonmal der Strom festgelegt.

Wenn die LED 3V Flußspannung hat, dann wäre Rc wie folgt zu berechnen:
Rc = 12V - 0.7V - 0.5V - 3V / 200µA = 39K

Nun leuchtet die LED bis an ihr Lebensende konstant.

LED 2 bis LED 9 werden dann mit ihrem eigenen Rc parallel zu LED 1 angehangen. Hier addiert sich dann der Strom, also 200µA x 9 = 1.8mA
In dem Fall muß Re geändert werden auf eben diese 1.8mA
Re = 390R

Nun sind alle 9 Lampen versorgt.

Um eine Helligkeitsänderung herstellen zu können, wird Re gesplittet. Es wäre ein Festwiderstand von 220R und ein Einstellregler, vorzugsweise als Cermet mit 20 Umdrehungen, in Reihe mit 500R zu gebrauchen.
Ist der Cermet mit den 500R in Reihe zu den 220R eingestellt, dann würde der Strom 1mA betragen. Dreht man ihn zu, macht ihn also zu 0 Ohm, dann ist nur der 220R wirksam, was einen Strom von 3.2mA zur Folge hat. Das wiederum wird, geteilt durch 9, pro LED einen Stromfluß von 350µA zur Folge haben.

Wichtig bei LED`s ist die "von Hause aus Helligkeit", also die Bezeichung mcd (Millicandela). Je höher dieser SI Wert ist, desto heller ist die LED denn man benötigt weniger Strom für den Lichtfluß.
 
Man sollte grundsätzlich gleichartige LEDs erstmal in Reihe schalten, so viele wie möglich. Dann passt man die Helligkeit mit einem kleinen Widerstand oder einer Konstantstromquelle, wie Zucker sie beschreibt, an.
Wer bei LEDs in Verlustleistungen im Wattbereich rechnet, hat was verkehrt gemacht 😎
Mit LEDs mit 20mA Strom kannst Du wahrscheinlich Deine ganze Bude und nicht nur den Bahnsteig erleuchten 😉
 
@zucker
vielen Dank für die nachvollziehbare Erklärung, man muss nach Deinen Ausführungen jetzt nur noch den richtigen Transistor auswählen, ggf. noch beachten, dass pro Lampe schon 2 LEDs verbaut sind. Wenn parallel geschaltet, dann würde Re wohl noch kleiner werden.
Ich hatte Matthias' Frage aber so verstanden, dass er den beschriebenen Aufwand eben nicht treiben wollte, sondern das Ganze mit einem "fetten" Vorwiderstand lösen möchte. Frage: Reicht dafür ein "haushaltsüblicher" 470 Ohm Widerstand?

@VT-Fan
20mA LEDs sind schon hell, aber nicht unüblich. Und die Lösung mit einer KSQ ist schon empfehlenswert. Die Reihenschaltung macht Sorgen, wenn eine LED stirbt und "so viele wie möglich" hieße bei Matthias' Problem wohl jeweils 4 Stück oder 6 Stück. Wird eben viel Gefummel, erst Recht, wenn Du die beiden LEDs in einer Lampe erstmal "in Reihe" bringen musst. Bleibt trotzdem die Frage: Wenn 12V aus dem Netzteil kommen, müssen die irgendwie vernünftig aufgeteilt werden - notfalls verheizen!

@Per
Gängig sind in der Tat Widerstände mit Leistungen von 1/8W bis 1 W. Aber es gibt sie nach wie vor auch in 3, 5 und sogar 10 Watt, die Fragen sind: Platz? Wärme? Notwendigkeit? Der Strom wird ja nur in Wärme umgesetzt, es geht vielleicht eleganter - aber es gilt nach wie vor, was Georg Simon Ohm 1826 feststellte:

Unergründlich sind Gottes Wege und die des elektrischen Stromes!

Schöne Grüße
nordexpress
 
nordexpress schrieb:
Unergründlich sind Gottes Wege und die des elektrischen Stromes!
Zum Vergrößern anklicken....
Da hat der Herr Kirchhoff aber was anderes gesagt.
Und Parallelschaltung ist ist nicht schlimm, wenn du trotzdem jeweils nen R davor schaltest.
Aber die Idee mit dem "dicken" Vorwiderstand muss man nicht nachträglich gutreden. Wenn man sowieso in jedem Strang einen braucht, wg. der Baureiltoleranzen, kann man sich die Heizung auch sparen.
 
Ich bin eher altmodisch unterwegs. Pro LED ein Widerstand. Geht bei Reihenschaltung der LEDs eine kaputt, suchst du erst einmal einen Wolf um die defekte LED zu finden. Wenn du Pech hast, hat die LED einen Kurzschluss und die Flussspannung dieser LED fehlt, die anderen müssen das dann aufnehmen, da ja deine gesamte Spannungseinspeisung konstant bleibt.
Der Flussstrom steht im Datenblatt, bei neueren lowcurrent LED im uA Bereich. Widerstände kosten nicht die Welt.
Eventuell kann man mit einem Poti die Helligkeit einstellen und den Widerstand dann ausmessen.
Aber jeder hat da andere Ideen und Meinungen dazu.
Grüße Bernd und viel Erfolg
 
Praktische Ratschläge gab's schon genug, hatte kürzlich in anderem Thema auch etwas genauer zum LED Thema geschrieben, was mir noch so einfällt....wieviele der bisherigen Schreiber haben eigentlich Physik mit 5 abgeschlossen? Oder keinerlei technischen Beruf erlernt.... Was manche so für hahnebüschnen Mist ohne jedes elektrische Verständnis zusammenschreiben ist haarsträubend. Vielleicht mal Google bemühen, ehe die Hütte abfackelt....
 
Viele Weg führen nach Rom.
Konstantstromquellen mit dem verbundenen Aufwand braucht man eigentlich nur bei schwankenden Eingangsspannungen, bei denen sie mit dem Strom die Helligkeit der LEDs konstant halten.
 
Solch Teil sollte auch alle möglichen Bedürfnisse abdecken, davor einen Gleichrichter geschaltet, der kann sogar direkt in die Schraubklemmen mit seinen +/- Anschlüssen, oder einen ähnlichen Regler mit Gleichrichter nehmen, und man hat's Problem preiswert gelöst.
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Natürlich kann man auch einen Widerstand verwenden der 700V aushält und 470 Ohm hat...wie's beliebt.
 
rklemmi schrieb:
Praktische Ratschläge gab's schon genug, hatte kürzlich in anderem Thema auch etwas genauer zum LED Thema geschrieben, was mir noch so einfällt....wieviele der bisherigen Schreiber haben eigentlich Physik mit 5 abgeschlossen? Oder keinerlei technischen Beruf erlernt.... Was manche so für hahnebüschnen Mist ohne jedes elektrische Verständnis zusammenschreiben ist haarsträubend. Vielleicht mal Google bemühen, ehe die Hütte abfackelt....
Zum Vergrößern anklicken....
 
Wie so oft im Leben lassen sich Probleme auf verschiedenen Wegen lösen.
Da gibt es einfache und aufwändige Lösungen, solche mit kleinen oder großen Nebeneffekten, primitive oder technisch hochintelligente - kurz: gute und nicht so gute.
Funktionieren tun erstaunlicher Weise alle.
Hoffentlich haben wir Matthias1970 helfen können.

Schönen Sonntag
nordexpress
 
Also Bahnsteiglampen betreibe ich an einer Zubehörspannung von 16V.
Ein Vorwiderstand je LED wirkt bei dieser Spannungsdifferenz zusätzlich wie eine Konstantstromquelle,
gepaart mit der relativ konstanten Zubehörspannung habe ich ein gleichmäßiges Bahnsteiglicht.
Ergibt bei 300myA LED- Strom 43kOhm.
Es reichen Widerstände mit 1/20 W Belastbarkeit aus.

Grüße Wolfgang
 
Zuletzt bearbeitet:
@ Wolfgang, ein Widerstand ist niemals eine Konstantstromquelle. Außer die Spannung ist konstant und die Widerstandsverhältnisse im Stromkreis bleiben gleich, dann ergibt sich ein konstanter Strom....bis sich was ändert.
Bahnsteiglampen mit Glühlampen an 16V~ kein Problem, sofern die Glühlampen für 16V sind. Einen Widerstand als Schutz vor eine Glühlampe....die ein Heißleiter ist und ihren Widerstand ändert je nach Zustand....eine weniger gute Idee, abgesehen vom eher höheren Strom und der entstehenden Wärme am Widerstand.
LED NIEMALS an Wechselspannung betreiben, immer korrekt gepolte Gleichspannung. I.d.Regel haben LED nur eine Sperrspannung von 5V, also die Halbwelle wo nichts leuchtet wg. falscher Polung steht dann meist eine höhere Spannung über der LED, was oft den Tod bedeutet.
 
rklemmi schrieb:
...LED NIEMALS an Wechselspannung betreiben, immer korrekt gepolte Gleichspannung. I.d.Regel haben LED nur eine Sperrspannung von 5V, also die Halbwelle wo nichts leuchtet wg. falscher Polung steht dann meist eine höhere Spannung über der LED, was oft den Tod bedeutet.
Zum Vergrößern anklicken....

Das ist absolut richtig, wird aber gerne ignoriert, weil "man es ja schon mal so gemacht hat und es hat funktioniert".

Beim konkreten Fall der 2 LED pro Lampe, wie in #1 beschrieben, wäre aber auch ein antiparalleler Betrieb der beiden LED mit einem Vorwiderstand an einer Wechselspannung möglich, das würde eine zusätzliche Gleichrichterdiode sparen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Das geht, weil die bleibende Flußspannung von max. 3,7V bei weißen LED die gleichzeitige Sperrspannung über der antiparallelen begrenzt, aber nur solange diese oder beide funktionieren. Außerdem erreichen beide faktisch nie die volle Helligkeit, optisch durch die Trägheit des Auges vielleicht schon. Was macht's aber für einen Sinn sowas zu verdrahten? Dann doch besser gleich mit ner Gleichspannung arbeiten.
 
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