Billig LED-Band an Konstantstromquelle - welche Spannung?

[Daniel K. (danie1)]

Hallo zusammen,

für die Modelleisenbahn will ich eine dieser 2xAA-billig-LED-Bänder 
direkt an die 24V-Lichtversorgung anschließen. Die LEDs (SMD, 0603 oder 
so) sind alle parallel geschaltet.
Ich werde eine Konstantstromquelle benutzen, frage mich aber noch, ob 
ich die 24V direkt nutzen kann oder die Spannung auf 3V runterregeln 
sollte.
Bisher habe ich nichts gefunden, was eine dieser LEDs an maximaler 
Spannung verträgt. Was ist da eure Meinung?

Danke
Daniel

[Harald W. (wilhelms)]

Daniel K. schrieb:

> Bisher habe ich nichts gefunden, was eine dieser LEDs an maximaler
> Spannung verträgt.

Je nach Farbe zwischen 1,2V und 3,5V. LEDs werden aber nicht mit
konstanter Spannung, sondern mit konstanten Strom betrieben.
Wenn Du auf das Wort LED klickst, erfährst Du mehr über das
Verhalten von LEDs.

[Daniel K. (danie1)]

Harald W. schrieb:
> Daniel K. schrieb:
>
>> Bisher habe ich nichts gefunden, was eine dieser LEDs an maximaler
>> Spannung verträgt.
>
> Je nach Farbe zwischen 1,2V und 3,5V. LEDs werden aber nicht mit
> konstanter Spannung, sondern mit konstanten Strom betrieben.
> Wenn Du auf das Wort LED klickst, erfährst Du mehr über das
> Verhalten von LEDs.
Deswegen kommt die Konstantstromquelle mit in den Schaltkreis. Bleibt 
trotzdem die Frage, ob ich 24V nutzen kann, oder ob die LEDs das 
vermutlich nicht vertragen.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Daniel K. schrieb:
> Ich werde eine Konstantstromquelle benutzen, frage mich aber noch, ob
> ich die 24V direkt nutzen kann oder die Spannung auf 3V runterregeln
> sollte.

Wenn du eine Konstantstromquelle benutzen willst, geht die Spannung am 
Ausgang doch automatisch runter auf den benötigten Wert (wenn die 
Konstantstromquelle richtig funktioniert).

Die interessantere Frage ist, ob du eine lineare Konstantstromquelle 
verwendest und damit 21V verheizen willst. Wahrscheinlich ist da ein 
Schaltregler sinnvoll. Um welchen Strom geht es da?

[Günni (Gast)]

Harald W. schrieb:
> Je nach Farbe zwischen 1,2V und 3,5V

Wenn man LEDs parallel schaltet, liegt an allen die gleiche Spannung an. 
Dann kann es sein, dass eine rote LED, die nur etwa 1,2 bis 1,5 V 
benötigt den ganzen Strom abbekommt und sehr hell leuchtet (oder gar 
zerstört wird), während eine weiße LED, die etwa 3 V benötigt, dunkel 
bleibt. Besser ist, die LEDs in Reihe zu schalten und den Strom durch 
einen passenden Vorwiderstand oder (besser) eine Stromquellenschaltung 
festzulegen. Mit einer Spannung von 24 V kann man so etwa 15 rote oder 5 
weiße LEDs in einer Reihe hintereinander schalten. Für mehr müssen dann 
Reihen unabhängig voneinander parallel geschaltet werden. Die 
Lichtstromversorgung erfolgte bei alten Eisenbahnen mit Wechselstrom. 
Die LEDs müssen mit Gleichstrom betrieben werden. Notfalls muss ein 
Gleichrichter für die Gleichrichtung des Wechselstroms vorgesehen 
werden.

[Harald W. (wilhelms)]

Daniel K. schrieb:

> Deswegen kommt die Konstantstromquelle mit in den Schaltkreis. Bleibt
> trotzdem die Frage, ob ich 24V nutzen kann, oder ob die LEDs das
> vermutlich nicht vertragen.

Hast Du den Link gelesen und verstanden?

[Manfred (Gast)]

Daniel K. schrieb:
> 2xAA-billig-LED-Bänder
> direkt an die 24V-Lichtversorgung anschließen. Die LEDs (SMD, 0603 oder
> so) sind alle parallel geschaltet.

Ist da ein Widerstand in der Nähe - Bilder?

Welche Farbe haben die LEDs, wie viele sind es?

Mal an zwei frischen AA messen, wieviel Strom fließt.

Mal rechnen, wieviel Verluste gegen 24V-Speisung anfallen würden.

Sind die 24V Gleichspannung oder kommen die direkt aus dem Trafo?

[Stefan F. (Gast)]

Nimm so einen Step-Down Wandler: 
https://de.aliexpress.com/item/1005003130420082.html

Die 3V Lichterketten haben je nach Ausführung entweder
a) einen Widerstand in der Batterie Box, denn du übernehmen musst, oder
b) spezielle Leuchtdioden die ohne Vorwiderstand auskommen

Wenn die LEDs mit 2,5V gut leuchten, dann stelle das Modul auf 2,5V fest 
ein, indem du auf der Rückseite die entsprechende Brücke mit Lötzinn 
verbindest und die Leiterbahn "ADJ" unterbrichst. Weil: Die 
Potentiometer auf den Boards sind dafür berüchtigt, bei Erschütterungen 
Aussetzer zu machen und dann kommen hinten die vollen 24V heraus.

Effizienter und technisch eleganter wären Wandler, die einen 
einstellbaren Strom mit automatischer Spannung liefern. Aber die sind in 
der von dir benötigten Kombination nicht so leicht zu finden und vor 
allem nicht so klein und billig.

[Daniel K. (danie1)]

Die 24V kommen von einem 2A-Gleichstrom-Netzteil. Verwenden wollte ich 
solche  Konstantstromquellen: 
https://leds-and-more.de/Micro-Konstantstromquelle-KSQ-25mA-85x6mm-4-28-Volt-MK2 
(Helligkeit muss ich schauen, es soll aber auch nicht glühen). Laut 
Website kann man die bis 28V betreiben. Dass dort dann die Spannung 
abfällt, die die LEDs "nicht brauchen", ist klar.
Alternativ könnte ich davor noch einen LC78_03-0.5 hängen, dann wären es 
nur noch 3.3V.

[Stefan F. (Gast)]

Daniel K. schrieb:
> Verwenden wollte ich solche Konstantstromquellen

Sieht so aus, als ob sie sich nur für einzelne LED eignen und dann satte 
22 Volt verheizen. Ich würde es nicht so machen.

[Manfred (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Die 3V Lichterketten haben je nach Ausführung entweder
> a) einen Widerstand in der Batterie Box, denn du übernehmen musst, oder
> b) spezielle Leuchtdioden die ohne Vorwiderstand auskommen

was hälst Du von

c) sie verlassen sich auf den Innenwiderstand der Batterien, wie es im 
Pfuschtaschenlampen üblich ist?

Daniel K. schrieb:
> Die 24V kommen von einem 2A-Gleichstrom-Netzteil.

Gut

> Verwenden wollte ich solche Konstantstromquellen:

Sind zumindest billig zu bekommen.

Ist es wirklich zuviel verlangt, Dein LED-Band im Detail zu zeigen?
Geht es um ein Band oder mehrere?

> Alternativ könnte ich davor noch einen LC78_03-0.5 hängen, dann wären es
> nur noch 3.3V.

Das funktioniert vermutlich nicht, weil die Stromquelle selbst etwas 
Spannungsabfall haben muß. Schaltwandler macht Sinn, der sollte dann 
besser 5 oder 6 Volt ausspucken.

[MaWin (Gast)]

Daniel K. schrieb:
> ob ich die 24V direkt nutzen kann

Als Quelle der Konstantstromquelle sicherlich.

> oder die Spannung auf 3V runterregeln sollte

Wenn die Konstantstromschaltung den Strom linear regelt, dann verbrät 
sie viel Leistung, das 7-fache der LED Kette.

Es kann also schlau sein, die Spannung erst mit effektivem step down 
Schaltregler auf 5V runterzusetzen, dann linear den Strom zu regeln.

Am besten aber natürlich direkt einen Stromschaltregler als 
Konstantstromquelle aus 24V.

Noch einfacher ist es aber, die Spannung gleich per step doen 
Spannungsschaltregler auf 3V zu reduzieren und damit die LED Kette zu 
betreiben, in der die stromverteilenden LED Vorwiderstände in Form der 
Drahtleitungen realisiert wurde.

[Stefan F. (Gast)]

Manfred schrieb:
> was hälst Du von
>
> c) sie verlassen sich auf den Innenwiderstand der Batterien, wie es im
> Pfuschtaschenlampen üblich ist?

Gibt es auch, aber das finde ich gar nicht gut. Ich hatte mal so eine 
Taschenlampe, die brannte 10 Minuten nach dem Einsatz "guter" Batterien 
durch.

[Daniel K. (danie1)]

Hier sind zwei Bilder, einmal der Batteriekasten mit dem An-Timer-Aus 
und das Ende der Kette. Alle LEDs sehen so aus, keine Widerstände in 
Sicht:
https://drive.google.com/drive/folders/19btlHUUP1MrgRZ80OB1TeRKQ69DMgOVs?usp=sharing

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Daniel K. schrieb:
> Die LEDs (SMD, 0603 oder so) sind alle parallel geschaltet.
Man darf parallelgeschaltete LEDs nicht mit Konstantstrom versorgen.

Genauso wie man in Reihe geschaltete LED nicht mit Konstantspannung 
versorgen darf.

Daniel K. schrieb:
> Alle LEDs sehen so aus, keine Widerstände in Sicht
Der zur Versorgungsspanung passende "Vorwiderstand" ist da in die flache 
Steigung der Diodenkennlinie "hineindotiert".

> keine Widerstände in Sicht
Das ist doch mal eine gute Nachricht!
Normalerweise hat die allseits bekannte Ortschaft "Sicht" mit "großer 
Hitze", "starken Niederschlägen" und einem "bitterkaltem Winter" zu 
kämpfen... ;-)

[Stefan F. (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Man darf parallelgeschaltete LEDs nicht mit Konstantstrom

xantes schrieb im Beitrag #6909907:
> du bist der grösste Spinner, den diese Welt geboren hat!

Extreme sind in der pauschalen Form ohne Kontext meistens falsch. In 
diesem Fall konkret:

Man darf parallelgeschaltete LEDs mit Konstantstrom betreiben, muss 
dann aber auch hinnehmen, dass das Konstrukt instabil läuft und schnell 
kaputt geht. Ich denke, so hat der Lothar das auch gemeint.

Und Lothar ist definitiv nicht der größte Spinner, ich habe größere 
kennen gelernt. Dafür muss man nicht lange suchen.

Ich kann hier nur erneut auf meinen Aufsatz 
http://stefanfrings.de/LED/index.html verweisen, der mit der Application 
Note AN040 von Osram abschließt, wo die bedenkenswerten Konsequenzen der 
Parallelschaltung anhand von nachvollziehbaren Fakten dargelegt werden.

xantes schrieb im Beitrag #6909907:
> Die armen Erzeuger; wissen die von ihrem Unglück?

Ja wissen sie, davon gehe ich aus. Im Consumer Markt gehört das schnelle 
Ableben der Produkte zum Produkt-Design, es ist gewollt. Auffällig finde 
ich auch, dass in den Signal-Lampen von PKW stets 3 LEDs in Reihe 
geschaltet sind (also zusammen ausfallen) und das Gesetz einen Austausch 
der ganzen Lampe verlangt, sobald 3 LEDs ausfallen. Das kann kein Zufall 
sein!

Zu den 3V Lichterketten: Diese fallen nicht unter Lothars Kategorie "mit 
Konstantstrom", da sie gar keine Strom-Regelung enthalten. Dort werden 
alle LEDs parallel an der Batteriespannung betrieben. Jede LED enthält 
einen integrierten Vorwiderstand. Wer es nicht glaubt möge bitte den 
differentiellen Innenwiderstand einer solchen LED mit einer 
handelsüblichen Signal-LED vergleichen. Da gibt es einen erheblichen 
Unterschied.

[Gerald B. (gerald_b)]

Was sich auch ganz gut macht, mit vollen Batterien den aufgenommenen 
Strom der Kette messen, Spannung messen und dann über Spannungsdifferenz 
durch Strom den erforderlichen Vorwiderstand berechnen. Verlustleistung 
des Widerstandes ebenfalls ausrechnen ;-)
Man kann auch eine Kombination mit einem Konstantspannungsregler von 3,3 
oder 5V machen und dann nur die Differenz am von 3 auf 5V per Widerstand 
verheizen oder die Helligkeit bei Bedarf noch etwas dosseln.
Ich habe das mal gemacht, weil ein Arbeitskollege 2 Billigschwibbögen 
mit Batterieversorgung hatte und ihm ging der Batterieverbrauch auf den 
Keks. Ich habe dann von Pollin eine 1€ 5V Wandwarze genommen und mittels 
Vorwiderstand zur Dauerversorgung genommen.