Ich habe nachdem man LEDs ja mit Vorwiderstand betreibt, nun auch mal Strombegrenzer entdeckt, verstehe aber nicht was man wofür verwendet. Für ne normale kleine single LED in Lampen oder so verwendet man Vorwiderstand, weil halt eine Strombegrenzer Schaltung ökonomisch nicht vertretbar ist? Aber für größere und stärkere LEDs nimmt man dann Strombegrenzer Schaltungen, weil es vor allem auch schwierig ist dann größere Widerstände zu verbauen die die Leistung aushalten und dazu wird es dann wohl schon wieder eher unökonomisch in Richtung Vorwiderstand? Hab ich das richtig verstanden? Hat eine Strombegrenzer Schaltung fast gar keinen Verlust und man kann es rein theoretisch auch für eine 20mA LED verwenden, aber ist dann halt total overkill?
Mario schrieb: > Ich habe nachdem man LEDs ja mit Vorwiderstand betreibt, nun auch mal > Strombegrenzer entdeckt, verstehe aber nicht was man wofür verwendet. > > Für ne normale kleine single LED in Lampen oder so verwendet man > Vorwiderstand, weil halt eine Strombegrenzer Schaltung ökonomisch nicht > vertretbar ist? Ja. > Aber für größere und stärkere LEDs nimmt man dann Strombegrenzer > Schaltungen, Die nennt man Konstantstromquelle. > weil es vor allem auch schwierig ist dann größere > Widerstände zu verbauen die die Leistung aushalten Schwierig nicht, aber man verheizt sehr viel Energie darüber. Die wird in Wärme umgewandelt, die man auch wieder abführen muss. > und dazu wird es dann > wohl schon wieder eher unökonomisch in Richtung Vorwiderstand? So in etwa. > Hat eine Strombegrenzer Schaltung fast gar keinen Verlust Kommt drauf an. Wenn die als Schaltregler gebaut ist, sind die Verluste gering, erst recht im Vergleich zum Vorwiderstand. > und man kann > es rein theoretisch auch für eine 20mA LED verwenden, aber ist dann halt > total overkill? Ja. Es gibt aber Anwendungen, wo eine Konstantstromquelle auch für 20mA LEDs sinnvoll oder gar nötig ist. Z.B. bei Steuereingängen mit Optokoppler und weitem Spannungsbereich (z.B. 5-30V).
Mario schrieb: > Für ne normale kleine single LED in Lampen oder so verwendet man > Vorwiderstand, weil halt eine Strombegrenzer Schaltung ökonomisch nicht > vertretbar ist? Weil der notwendige Spannungsabfall meist sehr gering und konstant und die geforderte Leistung sehr gering ist. Das bisschen, das man am Widerstand verbrät, fällt selten ins Gewicht. Mario schrieb: > Aber für größere und stärkere LEDs nimmt man dann Strombegrenzer > Schaltungen, weil es vor allem auch schwierig ist dann größere > Widerstände zu verbauen die die Leistung aushalten und dazu wird es dann > wohl schon wieder eher unökonomisch in Richtung Vorwiderstand? LEDs betreibt man eigentlich grundsätzlich mit konstantem Strom, nicht mit konstanter Spannung. Bei High-Power-LEDs, die ordentlich Wärme produzieren, will man natürlich irgendwelche Runaway/Drift-Effekte vermeiden und die LED nicht überstrapazieren. Das ist mit Widerständen schwer umzusetzen. Auch die Streuung der Vorwärtsspannung der LEDs hat weniger Einfluss auf die Helligkeit, zumal sich diese auch bei verschiedenen Temperaturen ändert. Mario schrieb: > Hat eine Strombegrenzer Schaltung fast gar keinen Verlust und man kann > es rein theoretisch auch für eine 20mA LED verwenden, aber ist dann halt > total overkill? Verlust: Kommt auf die Topologie an. Konstantstromquellen gibt es in linear (LM317 z.B.), dann wird der Spannungsabfall genau so wie bei einem Widerstand in Wärme umgewandelt. Effizient ist das in den Leistungsklassen dann nicht wirklich. Stromquellen mit Schaltregler hingegen sind dann deutlich effizienter als lineare Quellen und erzeugen damit auch weniger Wärme, von der man meist durch die LED eh schon genug Probleme hat. Man kann auch für 20mA-LEDs Konstantstromquellen verwenden. Wenn du eine LED an einem 3.3V-Controller blinken lassen willst, ist das overkill. Wenn diese LED aber in einer Industrieanzeige mit einer Spannung von z.B. 5...30V konstant hell sein soll, ist es die einfachste Lösung.
Falls du mit "Strombegrenzer Schaltung" eine Konstantstromquelle meinst: ja, das passt so ziemlich. Wobei auch hier unterschieden werden muss: es gibt Konstantstromquellen (Längst- oder auch Linearregler), welche ähnlich zum Vorwiderstand die nicht benötigte elektrische Energie in Wärmeenergie umwandeln. Und Konstantstromquellen, welche eine sehr hohe Effizienz aufweisen (Schaltregler). Erstere sind von der Effizienz dem Vorwiderstand gleich. Beiden hingegen ist gemein, dass der Strom eben konstant ist. Dies ist beim Vorwiderstand nicht so dermaßen der Fall, dass es die Beschreibung "konstant" verdient. Eher wird der Strom durch die LED durch den Vorwiderstand so weit begrenzt, dass die LED nicht zerstört wird. Bei einzelnen Anzeige-LEDs ist die absolute Stromstärke und somit die daraus entstehende Helligkeit meißt weniger relevant. Dort reicht ein Vorwiderstand. Bei Beleuchtungs-LEDs in großer Anzahl wie in kommerziellen Lampen sollten die einzelnen LEDs schon gleichmäßig (sprich konstant über alle) hell leuchten. Dafür ist eben eine Konstantstromquelle sinnvoll. Und da in solchen Lampen deutlich mehr Energie umgesetzt wird ist es sinnvoll, die entstehende Wärme klein zu halten. Da sind effiziente Konstantstromquellen in form von Schaltregler sinnvoll. Es macht halt einen Unterschied, ob ich 10W oder 5W an Leistung abführen muss. Mahlzeit!
Mario schrieb: > Hab ich das richtig verstanden? Nein. > Hat eine Strombegrenzer Schaltung fast gar keinen Verlust Ein linear geregelter Strombegrenzer hat exakt den gleichen Verlust wie ein Vorwiderstand. Wenn ein Vorwiderstand reicht, nimmt man einen Vorwiderstand, ist billiger. Er reicht, wenn trotz Spannungsschwankung der Spannungsquelle und Toleranz der LED der Strom ausreichend stabil bleibt. Meist ist 1:2 die Grenze die man als tolerabel ansieht, also z.B. für eine nominell 20mA LED irgendwas zwischen 12.5 und 25mA bekommt. Ein 5V Spannungsregler, +/-5% liefert von 4.75 bis 5.25V, eine weisse LED benötigt für ihre 20mA irgendwas zwischen 3.0 und 3.6V, ergibt (5.25-3.0)/0.025 = 90 Ohm. (4.75-3.6)/90 Ohm = 12.77mA klappt gerade eben. Hat man aber einen Akku oder eine Batterie, die während der Entladung in der Spannung nachlässt, sieht das schon schlechter aus, ein 9V Block (5.4V wenn leer) über 240 Ohm an eben jene weisse LED lässt nur noch 7.5mA fliessen unter den schlechtesten Voaussetzungen, eine Stromschwankung von 1:3.3 und im Extremfall Helligkeitsabweichung (die meisten LED haben exemplarabhängig bei gleichem Strom einen Helligkeitsunterschied bis 1:2) von 1:6.6. Dann regelt man den Strom lieber elektronisch, z.B. mit einem BCR402/TSCR402 als Konstantstromquelle. Wenn die Verluste zu hoch werden, benötigt man (step down) Schaltregler, die bestehen aus mehr als 1 Bauteil, sind also teurer und komplizierter. Damit regelt man auch den konstanten Strom trotz schwankender Eingangsspannung oder LED Toleranz, bestimmte Modelle (step up) können sogar die Spannung anheben und aus 1 LiIon Zelle (2.5-4.2V)z.B. 5 LED in Reihe (15-18V) versorgen. https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8
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