5 LED's Parallelschaltung

[Guest 26toto26]

Hallo Leute,

 

zugegeben ich habe (leider) im Physik nicht richtig aufgepasst :nein:

 

Hier meine frage: Ich möchte 5 LED's mit einer Spannung von je 3.3 V und 20 mAh in eine Parallelschaltung einbauen. Als Stromquelle sollen 4,8 V mit 2500 mAh herhalten. Als Widerstand habe ich 5 x 75 Ohm die ich vorher an den Plus(pol) der LED löten würde.

 

Geht die Rechnung auf oder habe ich da was vergessen und es tut sich rein gar nichts...

 

Danke für jeden Tipp

 

Gruß

Torsten

Edited July 24, 2009 by 26toto26

[Guest Ichtio]

Hallo,

 

wenn jede LED 20mA verbraucht sollte das passen.

Im Zweifelsfall den Widerstand etwas grösser dimensionieren. Meist hast Du bei vollen Akkus mehr al 4,8V.

 

Grüße

 

Stefan

[Guest 26toto26]

Hallo,

 

danke für die schnelle Antwort.

 

Also laut diesen Rechner liegt der Widerstand bei 50 Ohm liege ich da bei meinen 75 Ohm noch zu weit drunter und sollte lieber 100 Ohm nehmen?

 

Gruß

Torsten

[Didi]

Du brauchst nicht für jede LED einen eigenen Widerstand.

Du hast 5 LEDs paralell, rechne den Stromverbrauch zusammen (=100mA) und rechne mit der Formel U=R*I den Widerstand aus der alle LEDs versorgt...

Nachteil: Geht eine LED hops stimmt die Rechnung nimmer und die anderen werden folgen.

 

Aber um wirklich auf der sicheren Seite zu sein würde ich eine Konstantsromquelle empfehlen. Dann ist die Spannung relativ egal. Ist halt teurer weilste bei nur 4,8V Versorgungsspannung für jede Led eine Konstantsromquelle brauchst.

Edited July 24, 2009 by Didi

[Guest CARPENTER]

Hallo,

 

sorry Didi, da widerspreche ich dir:

 

Bei Parallelschaltung brauchst du für jede LED einen eigenen Vorwiderstand. Der Grund dafür ist das thermische Verhalten der LEDs. Durch Exemplarstreuung kann eine Led mehr Strom ziehen und wärmer werden als die anderen. Was passiert dann? Ihr Widerstand sinkt, sie nimmt noch mehr Strom auf, als die anderen und wird noch wärmer. Schon klar, wies weiter geht? Eben, der Widerstand sinkt weiter, noch mehr Strom, noch wärmer. Bis zum Exitus. Das nennt man das thermische Hochlaufen von Halbleiterbauteilen. Allgemein gesprochen ist die Gegenmassnahme irgendeine Arbeitspunktstabilisierung. Bei parallelen LEDS ist das eben der jeweils EIGENE Vorwiderstand.

 

Bei einer Konstantstromquelle ist das Problem das selbe. Man müsste dann für jede LED eine haben. Das ist aber weder billig noch nötig. Konstantstromquellen sind sinnvoll bei Betrieb von LEDs an einem Dynamo, an Kondensatoren oder an tiefentladenen Trockenbatterien.

 

Das Sinnvollste HIER an einem Akku ist ein Vorwiderstand, der nach dem maximalen Akkustand dimensioniert wird. Nach der Berechnung wird der Wert dann aufgerundet auf den nächsten gängigen Wert der E Reihe. Da ist Torsten schon auf dem richtigen Weg.

 

grüsse,

Hannes

[Arno Hagen]

Moin Hannes!

 

Deine Ausführungen kann ich nur bestätigen, solange man unterschiedliche LEDs (Helligkeit, Farbe. Typ, Hersteller) verwendet.

 

Solange man "sortenrein" bleibt ist dem aber nicht so! Sprich: An einem Widerstand oder Konstantstromquelle LEDs vom gleichen Typ/Farbe etc.

 

Nur muß man wissen, welche Daten die LEDs haben

 

Wenn man mehrere LEDs mit der gleichen Stromaufnahme an einer Konstantstromquelle (gewährleistet Unabhängigkeit von der Betriebsspannung und dem Akkuladezustand) hintereinander schaltet ist das immer noch die beste "Versorgung" für eine LED, die ja über den Strom und nicht der Spannung gesteuert wird!

[Guest CARPENTER]

Hallo Arno,

 

auch das ist nicht richtig.

 

Schaut euch mal das an:

 

http://de.wikipedia.org/wiki/Parallelschaltung

 

"Sortenrein" ist irrelevant. Bei Halbleitern sind die Exemplarstreuungen zu gross.

 

Relevant wäre "aus der selben Charge" und "thermisch gekoppelt". So wird das in der Fachliteratur publiziert und gelehrt. Ihr könnt das ja anhand des zitierten Artikels nachprüfen.

 

Du kannst überhaupt nicht davon ausgehen, dass die LEDs aus der selben Charge stammen, wenn du das nicht schriftlich hast. Und thermisch gekoppelt heisst auf einem gemeinsamen Kühlkörper oder einem vergleichbaren Metallbauteil befestigt.

 

Eine Serienschaltung geht sich bei Torstens Werten nicht aus, auch wenn eine Serienschaltung aus mehreren Gründen - allgemein gesehen - günstig ist.

 

grüsse,

Hannes

[Schifferlfahrer]

Also ich mach das immer ganz einfach mit der Parallelschaltung von LEDs:

Ich verschalte die und hänge sie dann an eine möglichst exakte Spannung (Akku, Batterie oder ähnliches).

 

Dann messe ich den Strom, denn alle zusammen verbrauchen und rechne anhand dieses Messwertes (also nicht der Sollangabe im Datenblatt) den benötigten Wiederstand aus. Wichtig ist mir dabei immer, dass keine der LEDs warm wird. Ist das erst der Fall sind sie schnell kaputt (Grund siehe oben). Anschließend messe ichnochmal an den LEDs ob da auch die richtige Spannung anliegt.

 

Bisher habe ich mit dieser Methode noch keine schlechten Erfahrungen gemacht, wenngleich sie natürlich auch nicht ganz optimal ist.

Am besten ist immernoch die Reihenschalttung, allerdings hat die wiederum den Nachteil, dass wenn eine hinüber ist, man diese nicht so leicht findet...

[Guest CARPENTER]

Hallo Schifferlfahrer,

 

man kann es so machen, aber wenn du nicht LEDs aus eine und der selben Charge hast, die dann auch thermisch gekoppelt werden, dann ist das nicht zu empfehlen.

 

Es kann leider durchaus sein, dass das erst funktioniert hat und dass dann später die LEDs vorzeitig eingehen. Die Gründe sind oben dargestellt und auch sonst im Netz gut nachvollziebar dargestellt. Das ist einfach keine korrekte und saubere Schaltung, weil sie nicht ZUVERLÄSSIG funktioniert.

 

Ich würd sagen, dass man nur eine Zuverlässige Schaltung empfehlen, die jedes Mal auf Dauer Funktioniert.

 

Und dann sollte man auch noch die Kosten anschauen. So ein Vorwiderstand kostet 5 Cent. Das fällt erst bei einer SEHR Grossen Anzahl von LEDs ins Gewicht. Und dann sollte man ohnehin wegen des Wirkungsgrades zu einer höheren Betriebsspannung und Serienschaltung übergehen.

 

grüsse,

Hannes

 

Weiterführende Links:

http://de.wikibooks.org/wiki/Elektronische_Bauelemente/_Aktiv/_LED

http://de.wikibooks.org/wiki/Arbeiten_mit_LEDs/_Grundlagen

http://www.bastel-carstel.de/themen/elektronik/led/led.html#anchor1

http://www.elo-web.de/elo/grundlagen-und-ausbildung/elektronik-einstieg/parallel-und-reihenschaltung

[purzelonline]

Ich kann nur Carpenter zustimmen, lasst´s einfach mit dem LED-Parallelschalten sein !

Normalerweise in Reihe oder parallel mit eigenem Widerstand für jede LED. Wer etwas Zugang zur Elektronikindustrie hat, bekommt den SMD Widerstand für um einen Cent, weshalb da z.B. das Leben einer teuren golden-White LED riskieren, die beim grossen C mal an die einen Euro kostet ...

Und vergesst auch das "exakte" Spannungsversorgen einer LED, die Durchlassspannung ist nämlich nur typisch im Datenblatt gleich und sonst nirgends. LEDs sind stromkonstant anzusteuern, das sollte einfach fact sein. Es gibt bei Zetex, Maxim, Linear u.a. so schöne Konstantstromquellen (z.B. ZXLD ... oder MAX 168xx) für LED Anwendungen, oder ein einfacher Transistor, eine Diode und ein paar Widerstände tun´s auch. Dann ist die Spannung in Grenzen der Bauteile und Verlustleistung nahezu egal, und die LED wird auch unter Last des Fahrakkus nicht dunkler. Wer ganz faul ist holt sich die Stromquelle beim grossen C ...

Aber bitte gebt doch so viel "konstanten Strom" eurer "euch treu leuchtenden" LED und freut euch dafür an langem, gleichbleibendem Licht !

 

Schliesslich heist konstanter Strom nach Datenblatt auch längst mögliche Lebensdauer !

 

Wer ein paar Grundschaltungen haben möchte kann mich gerne per PN kontaktieren.

[Guest TeKieler]

Wer ganz faul ist holt sich die Stromquelle beim grossen C ....

...oder schaut einfach auf Seite 7 ins Datenblatt.

Da kann man sich auch eine ganz gute Inspiration für seine selbstgebaute Konstant-I-Quelle holen. Läuft bestens bei mir

 

Ole

[Muehi]

Alternativ gibts :link: hier viele Konstantstromschaltungen aller Art, von der einfachen linearen bis zur aufwendigen getakteten.

 

Die Standardschaltung mit LM317 und einem Widerstand bekommt man in den üblichen LED-Versandhäusern ( NICHT Conrad ) bereits für ca. 2€ in SMD-Bauweise fertig aufgebaut.

[Guest powerjunge]

Also wenn ich das jetzt richtig Verstanden habe in diesem Thema dann gibt es 3 Möglichkeiten um LED´s an einem Akku anzuschließen:

 

1.) Die Led´s in Reihe mit einem passenden Wiederstand schalten

2.) Die Led´s parallel schalten und vor jedem LED 1 passender Wiederstand einbauen

3.) Die Led´s in ?Reihe/Parallel? schalten und eine Konstantstromquelle einbauen.

 

Da ich selber viele Led´s brauche habe ich mir für meine Landebahnmarkierung so gedacht:

 

An 1 9V Blockbatterie je 5 LED´s in Reihe schalten und dann immer 2 solcher "Lichterketten" parallel an eine Blockbatterie schalten.

Geht das so?

 

 

Gruß

Marc

[Schifferlfahrer]

An 1 9V Blockbatterie je 5 LED´s in Reihe schalten und dann immer 2 solcher "Lichterketten" parallel an eine Blockbatterie schalten.

Geht das so?

Grundsätzlich würde das funktionieren.

Allerdings hast du oben geschrieben, dass deine LEDs 3,3 V brauchen. 5x3,3 ist aber ganz sicher nicht 9. Die LEDs würden also wohl kaumf leuchten denke ich mal, da die Spannung doch zu gering ist... Du kannst höchstens 3 LEDs in Reihe an eine 9V Batterie anschließen, das sind dann 9,9 V, etwas wenig, aber im Grunde sollte das gehen, solange sie dir hell genug leuchten. Wie viele solchen "Lichterketten" du dann parallel schaltest ist letztlich egal, das hat nur Einfluss auf die Lebensdauer der Batterie. (Nimm doch einen Accu, da kommste besser weg und hat mehr "Modellbauerstil";) )

 

 

Zum Thema Konstantstromquelle: Schon mal vielen Dank für die Tips.

Ich verwende schon zwei solcher Teile, allerdings als Empfängerstromversorgung. Sind die regelbaren "Netzteile" von Conrad, wo man die Spannung mit einem Poti einstellen kann. Allerdings hab ich mal den Wiederstand, den ich für die LEDs bräuchte, mit einem Poti zu ermitteln versucht. Der ist allerdings in Rauch aufgegangen und hat einen Kurzschluss verursacht, sprich die LEDs bekamen die vollen 12V ab. Naja...

 

Die Frage die sich mir jetzt aufdrängt ist, was passiert, wenn das IC eines solchen Spannungswandlers durchbrennt. Gibt das dann auch einen Kurzschluss, sprich sind die LEDs dann auch hinüber, oder wird dann nur der Wiederstand unendlich und sonst passiert nicht?

Das wäre für mich auch noch eine wichtige Sache, weil SMDs anzulöten ist nicht unbedingt so meine Lieblingsbeschäftigung...

[Guest powerjunge]

Grundsätzlich würde das funktionieren.

Allerdings hast du oben geschrieben, dass deine LEDs 3,3 V brauchen. 5x3,3 ist aber ganz sicher nicht 9. Die LEDs würden also wohl kaumf leuchten denke ich mal, da die Spannung doch zu gering ist... Du kannst höchstens 3 LEDs in Reihe an eine 9V Batterie anschließen, das sind dann 9,9 V, etwas wenig, aber im Grunde sollte das gehen, solange sie dir hell genug leuchten. Wie viele solchen "Lichterketten" du dann parallel schaltest ist letztlich egal, das hat nur Einfluss auf die Lebensdauer der Batterie. (Nimm doch einen Accu, da kommste besser weg und hat mehr "Modellbauerstil";) )

 

 

Zum Thema Konstantstromquelle: Schon mal vielen Dank für die Tips.

Ich verwende schon zwei solcher Teile, allerdings als Empfängerstromversorgung. Sind die regelbaren "Netzteile" von Conrad, wo man die Spannung mit einem Poti einstellen kann. Allerdings hab ich mal den Wiederstand, den ich für die LEDs bräuchte, mit einem Poti zu ermitteln versucht. Der ist allerdings in Rauch aufgegangen und hat einen Kurzschluss verursacht, sprich die LEDs bekamen die vollen 12V ab. Naja...

 

Die Frage die sich mir jetzt aufdrängt ist, was passiert, wenn das IC eines solchen Spannungswandlers durchbrennt. Gibt das dann auch einen Kurzschluss, sprich sind die LEDs dann auch hinüber, oder wird dann nur der Wiederstand unendlich und sonst passiert nicht?

Das wäre für mich auch noch eine wichtige Sache, weil SMDs anzulöten ist nicht unbedingt so meine Lieblingsbeschäftigung...

 

 

Danke, aber ich bin nicht der Themastarter sondern wollte nur Fragen

 

Gruß

Marc

[Arno Hagen]

Grundsätzlich würde das funktionieren.

Allerdings hast du oben geschrieben, dass deine LEDs 3,3 V brauchen. 5x3,3 ist aber ganz sicher nicht 9. Die LEDs würden also wohl kaumf leuchten denke ich mal, da die Spannung doch zu gering ist... Du kannst höchstens 3 LEDs in Reihe an eine 9V Batterie anschließen, das sind dann 9,9 V,

 

Das gilt für Reihenschaltungen, nicht für Parallelschaltung.

 

3.) Die Led´s in ?Reihe/Parallel? schalten und eine Konstantstromquelle einbauen.

 

In Reihe! Parallel geht nicht, da der konstante Strom von der LED mit dem geringsten Innenwiderstand gefressen würde.

 

Z.B. bei 2 LEDs a 20mA hättest Du 40mA Verbrauch. Die Konstantstromquelle liefert aber nur 20mA.

 

Bei Reihenschaltung bleibt der Strom bei 20mA und die Spannungen addieren sich (siehe oben)

[Guest powerjunge]

(Nimm doch einen Accu, da kommste besser weg und hat mehr "Modellbauerstil";) )

 

 

 

Wegen was haben Batterien keinen Modellbaustil? Erkläre mir das mal genauer.

Aber habe mir auch schon überlegt einen Akku villeicht einzubauen.

Aber ich habe noch ein wenig Zeit bis die Beleuchtung dran kommt.

 

Gruß

Marc

[Schifferlfahrer]

Das gilt für Reihenschaltungen, nicht für Parallelschaltung.

Ich hab mich ja darauf bezogen, dass er die in Reihe schalten will...

 

Wegen was haben Batterien keinen Modellbaustil? Erkläre mir das mal genauer.

Weil mans meiner Meinung nach nicht nötig hat. Klar gehen Batterien, allerdings hat man doch einen gewissen Verschleiß, da kann man sich einiges Sparen, wenn man Accus nimmt. Zudem haben wir ja die nötige Ladetechnick so und so daheim, sodass wir ohne Probleme jede Art von Accu und jede Bauform problemlos laden können. Der Otto-Normalverbrauchen ist ab und an auf Batterien angeweisen wenn er kein entsprechendes Ladegerät hat. Von daher bin ich der Meinung, dass man die Umwelt nicht mit Batterien belasten muss, wenn man auch Accus nehmen kann.

Außerdem sind doch die Modellbauer spezialisten für Accus, da finde ich passt eine Batterie nicht ins Bild.

[Hellmut Kohlsdorf]

Da ich mich mit dem Thema Beschaltung einer größeren Anzahl LEDs für die Decksbeleuchtung meiner Voilier Light schon länger beschäftige, hier noch ein paar Hinweise zum Thema effiziente Nutzung der Akku-Kapazität mit Schaltreglern und die Risiken.

 

Möchte man eine größere Anzahl LEDs betreiben, ist eine Reihenschaltung von so vielen LEDs wie möglich sinnvoll. Da die Akku-Spannung in der Regel irgendwo zwischen 6 und 12 V liegt, normale LEDs etwa 2v Spannung anliegen haben wollen, High Brightness LEDs, also hellere etwa 3,7V, gibt die Akku-Spannung nicht viel her.

 

Ich habe mir jetzt 5 MC34844 LED Treiberbausteine von Freescale als Muster kommen lassen, die können aus den oben genannten Akku-Spannungen bis zu 60V Ausgangsspannung für bis zu 10 LED-Streifen a 50 mA erzeugen.

 

Schaltungen zur Spannungserhöhung, arbeiten mit einem Regelkreis der eine Referenzspannung nutzt um zu wissen wann er schalten soll. Auch die Konstantstromregelung für die LEDs arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip. Sollte jetzt eine der LEDs, oder eine der Zuleitungen unterbrochen werden, so fliesst kein Strom mehr und der Regelkreis des Schaltreglers regelt immer höher. Das Ergebnis der elektronische Schalter, ein Transistor, oder ein FET raucht irgend wann ab. Umgekehrt, sollte ein Kurzschluß entstehen passiert im Endergebnis ähnliches, da de Regler versucht die eingestellte Spannung zu erreichen.

 

Kommt man also mit einem Festspannungsregler oder mit der Akkuspannung klar, so bleibt alles viel einfacher. Sonst muss der Steueerprozessor einiges überwachen!

 

Da ich etwa 36 Leuchtköper mit je zwei high brigthness LEDS einsetze, würden mir schon die LEDs der Decksbeleuchtung den Akku leersaugen. Ich muss also auf Schaltregler setzen, sowohl um eine hinreichend hohe Spannung über die in Reihe geschalteten LEDs zu erreichen, wie auch um eine Konstantstromquelle zu implementieren. Da die hellen LEDs nicht nur eine Spannung von 3,7 V, statt der 2 V und einen Strom von 150 mA max, statt der 30 mA max. benötigen, muss ich auf eine Energie effiziente Lösung setzen. Auch muss ich darauf achten, dass die implementierte Schaltung im stand-by Betrieb keine Leistung verbrät, man kennt das von den PC Netzteilen die eine Last brauchen um zu funktionieren, und das beim Dimmen die benötigte Leistung ebenfalls niedrig gehalten werden kann.

 

Anmerkung: Mein erster Versuch mit einem Prototypen des Leuchtkörpers ergab eine viel zu geringe Lichausbeute, Dimmen war da ein Witz. Natürlich hoffe ich mit den hellen LEDs den Leistungsbedarf dank effizienter Schaltung und Dimmen auf 2-3 mal der normalen LEDs begrenzen zu können. Der MC34844 erlabt mir ja vielfache von 50 mA pro Reihenschaltung bereitzustellen.

 

Der MC34844 ist zwar ein tolles Teil, hat aber zwei kleine nicht unwichtige Schönheitsfehler:

 

Er hat 32 Beinchen (SMD), je im Abstand von weniger als 1 mm, und er verlangt nach Datenblatt eine 4-Lagen Platine.

Ich werde also diese Woche das Ätzen einer 2-Lagen-Platine mit 70um Kupferlage in einer so feinen Struktur versuchen und ich werde sehen ob ich das Ding mit 2 Lagen zum Arbeiten bekomme. Dank der Hilfe von unserem Torsten habe ich das Werkzeug um die kleinen 0,8 mm Durchmesser Nieten von Bungard zum Durchkontaktieren einzupressen, die frische SMD Lötpaste im Kühlschrank, das Zeugs von Bungard zum chemischen Verzinnen der Kupferflächen und meinen Pizza-Ofen-Reflow-Ofen zum Löten.

Drückt mir die Daumen, dass es klappt!

Edited July 27, 2009 by Hellmut Kohlsdorf

[Guest 26toto26]

Danke erst mal für die vielen tollen Antworten...

 

Das hat mir doch um einiges weitergeholfen

Ich habe jetzt die 5 LED's paralell mit je einen Wiederstand geschaltet und was soll ich sagen... Es funktioniert bis jetzt ohne Problem.

 

Ein großes Danke an alle die mir geantwortet haben.

 

Gruß

Torsten