LEDs ohne Vorwiderstand betreiben?

[AUDI4man]

Hallo,
ich habe mir eine Leiste mit 40 LEDs gebastelt, die ich an ein 9V 1A Netzteil hängen wollte.
Die LEDs haben eine Spannung von 3,2-3,6V und ich will sie mit 20-25 mA betreiben.
Das Problem ist nur, dass ich glaube, dass wenn ich jeweils 2 LEDs in Reihe schalte, also mit jeweils einem 100 Ohm Widerstand vor 2 LEDs, der Gesamtwiderstand 2000 Ohm beträgt und den LEDs nicht mehr genügend Ampere zur Verfügung steht und die Helligkeit abnimmt.
Ich überlege, ob ich nicht vielleicht 3 LEDs in Reihe schalten könnte. Ich weiß aber nicht, welchen Einfluss die Spannung auf die Leistung und Stromaufnahme besitzt, wenn ich sie mit 3,0V anstatt 3,4V betreibe. In diesem Fall müsste natürlich noch ein Vorwiderstand von 10 Ohm vor dir 3 LEDs vorgeschaltet werden, damit die LEDs nicht zu viel Ampere bekommen, richtig?

Ich würde mich sehr über eure Hilfe freuen, Danke!!!

Gruß Jan

[derguteweka]

Moin,

...richtig?

Leider nein, so gut wie nichts.

Als Vorwiderstand fuer 2 LEDs in Reihe an 9V einen 100Ohm Widerstand zu nehmen, ist moeglich, aber ich find' ihn persoenlich doch etwas knapp kalkuliert. Die LEDs werden zwar recht hell sein, aber ob's ihnen lange guttut weiss ich nicht; musst du ins Datenblatt gucken. Es fliesst dann naemlich ein Strom von
(9V-2*3.2V)/100Ohm =26mA;
wenn dein 9V Netzteil etwas mehr als 9V hat, wohl eher so um die 30mA.
Du liegst mit 100Ohm Vorwiderstaenden also ein bisschen ueber dem von dir angepeilten Strom.

Der "Gesamtwiderstand" betraegt natuerlich nur dann 2000 Ohm, wenn du alle 100Ohm Widerstaende in Reihe schalten wuerdest. Machst du aber nicht. Du schaltest immer einen Widerstand und 2 LEDs in Reihe; von dieser Apparatur 20 Stueck parallel.
Da fliesst durch jede LED mehr als genug Strom.

Die Idee mit den 3 LEDs in Reihe an 9V ist ganz schlecht, die lass lieber wieder fallen. LEDs stellen sich ihre Betriebsspannung (also ob z.b. 3.0V oder 3.4V) selber ein. Diese Spannung ist abhaengig von Farbe, Alter, Temperatur, Charge, .... und wahrscheinlich auch noch von der Schuhgroesse des Mannes, der mit der Laubsaege die Wafer in der LED-Fabrik saegt
Wenn du LEDs eine Spannung vorgibst, werden sie nicht gleichmaessig hell leuchten und/oder frueh sterben.
Bei 3LEDs und 10Ohm Vorwiderstand in Reihe an 9V koennen die LEDs sich nicht mehr vernuenftig die Spannung "selbst" einstellen. Es wird wahrscheinlich sehr funzelig und die verschiedenen LED 3er Gruppen werden wahrscheinlich auch noch unterschiedlich hell leuchten.

Gruss
WK

[AUDI4man]

Vielen Dank für deine ausführliche Antwort.
Da hatte ich wohl doch mehr Fehler drin als ich dachte^^

Es fliesst dann naemlich ein Strom von
(9V-2*3.2V)/100Ohm =26mA

Kannst du mir mal diese Rechnung noch mal erklären? Ich verstehe nich für was die -2 steht.. oder ist das gerundet und soll für 2.2V stehen, die bei einer Spannung von 3,4V von 9V übrig bleiben?
Bei mir kommt mit diesen Werten als Ergebnis auch 22 und nicht 26mA raus?!

Kann mir vielleicht noch jemand eine Formel geben, wie man die Stromaufnahme eines Widerstandes berechnet, denn ich werde ja einige brauchen und wüsste gern, ob ich dann am Ende noch genügend Ampere für die LEDs zur Verfügung hab..

Danke

[Master-Jimmy]

...nich für was die -2 steht.. oder...

Weka geht hier davon aus, dass du jeweils zwei LEDs in Serie schaltest und diese "Stränge" dann parallel schaltest.

9V ist die Gesamtspannung über dem Vorwiderstand und den zwei LEDs. Da über einer LED 3,2V abfallen und du zwei hast ermittelst du die Spannung über dem Widerstand folgendermassen:

UR = UB-2*ULED = 9V-2*3,2V = 2,6V

Nach dem ohmschen Gesetz ist R = U/I.-Also kannst du den passenden Vorwiderstand folgendermassen ausrechnen:

RV = UR/IStrang

Die Stromaufnahme des Widerstandes ist gleich der Stromaufnahme des "Stranges" (Serieschaltung) und berechnet sich eben nach Wekas Formel.

IStrang = UR/RV

Jeder gleiche Strang verbraucht gleich viele Ampere.-Um die Gesamtstromaufnahme zu errechnen, musst du also IStrang einfach noch mit der Anzahl Stränge multiplizieren.

IGesamt = nStrang*IStrang

[Bastl_r]

Kannst du mir mal diese Rechnung noch mal erklären? Ich verstehe nich für was die -2 steht.. oder ist das gerundet und soll für 2.2V stehen, die bei einer Spannung von 3,4V von 9V übrig bleiben?
Bei mir kommt mit diesen Werten als Ergebnis auch 22 und nicht 26mA raus?!

Bei dieser Aufgabe gilt die Mathematikregel Punktrechnung vor Strichrechnung.
Also löse erst die Malaufgabe innerhalb der Klammer und ziehe dann das Ergebnis dieser Multiplikation von den 9V ab.

Bastl_r

[Bernd]

moin

UR = UB-2*ULED = 9V-2*3,2V = 2,6V


mfg
bernd

[Master-Jimmy]

Da hast du wohl recht. -Sorry!

P.S.: Habs dann noch korrigiert im vorherigen Beitrag.

[AUDI4man]

Vielen Dank für eure ganzen Tipps!

Noch eine Frage, wenn bei der angegebenen Spannung einer LED folgendes steht:
Min: 3,0V
Tpy: 3,4V
Max: 3,8V
Dann sollte man immer mit dem niedrigsten Wert (hier 3,0V) rechnen, damit sich die LED dann von selbst richtig einstellen kann, hab ich das richtig verstanden?

[anders]

Die Spannung stellt die LED immer von selbst ein, sie hängt nur ganz wenig (0,1..0,2V) vom Strom ab.
Der wirkliche Wert hängt aber von Fertigungsstreungen und der Temperatur ab.

Wenn du den geringeren Wert annimmst, bist du bei der Berechnung des Vorwiderstandes auf der sicheren Seite,
Den hohen oder typischen Wert benötigt man, wenn man die mindestens erforderliche Betriebsspannung abschätzen will.

[AUDI4man]

Mit diesen LEDs möchte wollte ich gerne einen Teil der Wohnung ausleuchten, da sie ja wesentlich weniger Strom als andere Leuchtmittel verbrauchen.
Das Problem ist nur, dass wenn man ein 12V- 1A Netzteil nimmt, was ja dann 12W benötigt, ich nur 10 von den High Power Straw LEDs anschließen kann, weil diese je 100mA benötigen.
Es wäre ja theoretisch sinnvoller ein Netzteil mit einer Ausgangsspannung zu nehmen, die den 3V der LED sehr nahe kommt.
Dann könnte man ja z.B. an ein Netzteil mit 3,3V und 2,5A 25 der Straw LEDs anschließen und hätte trotzdem nur 8,25W verbrauch.
Ist meine Überlegung soweit richtig?
Das Problem ist nur, dass ich nicht weiß, wo ich ein solches Netzteil kostengünstig herbekommen soll. Dazu kommt, dass die meisten entweder zum Einstellen zwischen 3-12V sind oder nur 3V haben, was mir ja bei den benötigten 3V Spannung der LED nichts bringt oder? Vielleicht habt ihr ja noch eine Idee, wie ich das am Besten lösen kann...
Danke!

[anders]

Ist meine Überlegung soweit richtig?

Nicht falsch, aber auch nicht zweckmäßig.

Du kannst mehrere LEDs hintereinanderschalten, dann erhöht sich deren Spannung, aber der Strom bleibt gleich.
Du solltest aber nicht mehr als etwa 80% der Betriebsspannung verplanen, damit für den Vorweiderstand noch etwas übrigbleibt.
Das gilt natürlich auch für einzelne LEDs.

Wenn deine LEDs 3,4V brauchen, dann kannst du drei davon hintereinanderschalten, macht 10,2V. Die restlichen 1,8V bekommt der Vorwiderstand, der für 100mA dann also 18 Ohm haben sollte.

Diese Schaltung könntest du 10x an dein 1A Netzteil anschliessen. Macht zusammen also 30 LEDs.

Bei einer derartigen Massierung von LEDs darfst du die Kühlung nicht aus dem Auge verlieren. Hohe Temperatur erniedrigt die Lichtausbeute und verkürzt die Lebensdauer.

Deshalb ist es zweckmäßig den Widerstand, der ja ebenfalls Wärme entwickelt, möglichst nicht nah bei den LEDs unterzubringen.


Im übrigen arbeiten Netzteile, die eine höhere Spannung bei niedrigerem Strom erzeugen, mit einem höheren Wirkungsgrad als gleichstarke, die viel Strom bei niedriger Spannung machen.
Das hat mit den verwendeten Gleichrichtern zu tun.

[derguteweka]

Moin,

Wenn du nicht auf eine bestimmte Betriebsspannung angewiesen bist (z.b. weils im Auto nur 12V gibt oder du nur ein 12V Netzteil dastehen hast), ist es vom Wirkungsgrad her immer guenstiger, moeglicht viele (gleiche) LEDs in Reihe zu schalten. Dann benoetigt diese Reihe auch nur einen einzigen Strombegrenzungswiderstand.
Bei Parallelschaltung braucht jede LED ihren eigenen Widerstand, der dann bei unguenstiger Spannungsversorgung auch ordentlich Leistung verbraucht.

Das alles sollte aber im Rahmen bleiben. Es ist also nicht zweckmaessig, 1000 LEDs in Reihe zu schalten, einfach weil die sich dann ueber 1000 LEDs einstellende Spannung dann im Bereich >= 3KV waere.

Aber wenn du 10 von deinen Power-LEDs in Reihe schaltest, dann muss durch diese Reihenschaltung auch nur ein Strom von 100mA fliessen, damit's schoen hell wird. Wenn dieser Strom fliesst, dann wird sich ueber die 10 LEDs eine Spannung in der Gegend von ca. 30-34V einstellen. D.h. wenn du ein Netzteil haettest, was z.b. 40V liefern koennte, dann braeuchtest du noch einen Vorwiderstand von ca. (40V-30V)/100mA = 100 Ohm fuer alle 10LEDs gemeinsam. Der verbraucht dann aber immernoch 1W; wird also auch etwas warm, aber nicht so warm, wie bei 10 parallel geschalteten 1xLED+1xR Kombinationen an 12V (das waeren dann naemlich 10*9V*100mA=9W Verlustleistung in 10 Widerstaenden)

Gruss
WK

[AUDI4man]

Ok vielen dank für die ganzen Tipps, ich denk mal, dass ich die LEDs jetzt optimal betreiben kann..

Gruß Jan

[AUDI4man]

Mal so ganz allgemein..
Ich habe bei ebay mal so LEDs entdeckt, die einen stark abgeflachten Kopf haben und dadurch einen großen Abstrahwinkel von 140° besitzen.
Laut Verkäufer haben sie 100.000 mcd
Naja gut, glaube ich zwar nicht so ganz dran, aber mal angenommen sie haben ca. 25.000mcd,
dann würde doch 1 LED ca. 100 Lumen Licht geben, was ja schon relativ viel ist oder?
(Preis für 30 St. liegt bei ca. 13€ inkl. Porto, finde ich recht preiswert)

Was haltet ihr davon?

(Falls es hier im Forum erlaubt ist, kann ich mal einen Link rein stellen)

[anders]

Was haltet ihr davon?

Papier ist geduldig.

Du kannst gerne einen Link hier posten, aber besser wäre es, wenn der Verkäufer einen Link auf das Datenblatt des Herstellers postet.