LED-Lichterketten

Warum kann man Lichterketten ohne Vorwiderstände betreiben?

Wir betrachten zunächst weiße LED-Ketten, die an 12 V betrieben werden und zeigen anschließend, welche Versorgungsspannungen außerdem möglich sind.

• Meist sind die LEDs in den Strängen der Ketten parallel geschaltet.

• Sie bestehen dann aus vier Strängen.

• Die Stränge bestehen aus parallel geschalteten LEDs.

• Vier dieser Stränge werden in Reihe geschaltet und

• an 12 V betrieben.

Die Lichterkette in Bild 1 besteht aus vier Strängen mit parallel geschalteten LEDs.

• Ein Strang enthält zehn oder mehr LEDs.

• Die Zahl der LEDs in einem Strang ist in der Regel gleich.

• Die Stränge sind in Reihe geschaltet.

Stränge aus parallelen LEDs

Solche Stränge sind im Prinzip LEDs, die ohne Vorwiderstand an der gleichen Spannungsquelle betrieben werden. In LEDs ohne Vorwiderstand wurde festgestellt, dass

• LEDs ohne Vorwiderstand an einer 3 V-Spannungsquelle betrieben werden können,

• wenn die 3 V-Spannungsquelle nur wenig von 3 V abweicht und/oder

• wenn LEDs mit geringer Toleranz der Flussspannung eingesetzt werden.

Die Stränge einer LED-Kette bestehen meist aus vielen, über zehn oder gar zwanzig LEDs.

• Der Strom in einem Strang liegt dann bei N*10 mA, wobei N die Zahl der LEDs ist.

• Bei einer Spannung zwischen 2,9 V und 3,1 V kann der Strom durch die LED

• zwischen 1,6 mA und 25 mA liegen und

• bei 25 mA wird die LED überlastet.

• Ein Strang paralleler LEDs wird am besten mit 3 V betrieben.

Stränge paralleler LEDs in Reihe schalten

Jeder Strang braucht 3 V.

Werden vier Stränge mit jeweils gleicher Zahl von LEDs in Reihe geschaltet,

• ist eine Betriebsspannung von 4*3 V=12 V nötig.

• Die Betriebsspannung sollte nur wenig von 12 V abweichen.

Wir haben damit die gleiche Problematik wie bei parallelen LEDs an 3 V:

• Im Mittel können wir davon ausgehen, dass durch die LEDs 10 mA fließen.

• Es kann wenige LEDs geben, die mit über 25 mA überlastet werden und

• wenige LEDs, durch die nur ein geringer Strom fließt.

Fazit

Stränge paralleler LEDs können in Reihe geschaltet werden.

• Jeder Strang sollte die gleiche Zahl von LEDs enthalten.

• Pro Strang ist eine Spannung von 3 V erforderlich, d. h.:

• U_v=N*3 V. N ist die Zahl der Stränge in Reihe.

• Jede LED wird im Mittel mit 10 mA belastet.

• LEDs mit geringer Flussspannung werden überlastet und

• werden relativ schnell beschädigt oder fallen aus.

• Wenn die Betriebsspannung höher als U_v=N*3 V ist,

• können LEDs beschädigt werden oder ausfallen.

• Das hat in der Regel zur Folge, dass weitere LEDs ausfallen.

• Wenn die Betriebsspannung niedriger als U_v=N*3 V ist,

• werden die LEDs nicht optimal (dunkler) leuchten.

• Die Betriebsspannung sollte möglichst genau eingehalten werden.