RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#1 von Gebbi , 15.10.2015 23:08

Hallo,

ich möchte meine Modellbahnhäuser mit LED-Innenbeleuchtung versehen.
Die Schaltung sieht zunächst einen Brückengleichrichter vor: Eingangsspannung = 18V ~ --> Ausgang ca. 17V = (gemessen)

Am Gleichstromausgang des Brückengleichrichters sind folgende Bauteile in Reihe angeschlossen:

2 LEDs (U=3,4V; I=0,025A), Ein-Aus-Dip-Schalter, Trimmer (zum Einstellen der Helligkeit), "Vorwiderstand" 500 Ohm (Rechnerisch bräuchte ich 408 Ohm).

Der oben beschriebene 500 Ohm "Vorwiderstand" besteht aus 3 parallel geschalteten 1,5kOhm-Widerständen, da diese relativ warm werden:
wenn ich mit dem Trimmer die max. Helligkeit einstelle, erreichen die 3 Widerstände eine max. Temp. von knapp 50°C.
Die gemessene Spannung, die die Vorwiderstände hier "vernichten", beträgt 10,4V

Die 3 Widerstände sind Metallschichtwiderstände, die 0,6W abkönnen.

Mit P=I²xR = 0,025A * 0,025A * 500 Ohm komme ich auf 0,31 W - und das verteilt auf 3 Widerstände!
(mit P=UxI = 10,4V * 0,025A komme ich sogar nur auf 0,26 W)

Ist es normal, dass die Widerstände so warm werden oder habe ich hier irgendwo nen Denkfehler?


Grüße, Gebbi


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RE: Gebbi´s Anlage: Märklin H0 K-Gleis / digital


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#2 von Rio , 16.10.2015 02:59

Hallo Gebbi,

du hast nur die Spannung am Gleichrichter gemessen, die anderen Werte sind "vom Etikett". Die realen Werte schwanken ganz erheblich.
Um wirklich genau zu rechnen, miss mal den Strom und die Spannung in jedem Widerstand und rechne dann mal neu. Und miss auch mal die Spannung am Led und den anderen Bauteilen.

Dann rechne noch mal. Aber vergiss nicht: Die Leistung der Widerstände besagt ledglich, dass diese mit dem entsprechenden Strom, unter bestimmten Bedingungen von Umgebenstemperatur belastbar sind. Nicht, dass sie bei der besagten Belastung nicht heiss werden. Dazu gibt es noch Tabellen zur erwarteten/zulässigen Temperaturerhöhung, kurzzeitige Belastung, etc. Und warm werden die Widerstände normalerweise schon, ausser sie sind extrem überdimensioniert.
Gruss
Klaus


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#3 von Martin Lutz , 16.10.2015 07:13

Zitat von Gebbi

Ist es normal, dass die Widerstände so warm werden oder habe ich hier irgendwo nen Denkfehler?


Grüße, Gebbi

Nein, kein Denkfehler. Was soll der Widerstand anderes tun, als seine abgebaute Leistung in Wärme umzuwandeln? 50 Grad ist im "grünen" Bereich.

Was man dagegen tun kann? Verringere den Strom dadurch, dass du tendenziell LEDs in Reihe schaltest, weniger Strom durch die LEDs fliessen lässt (Statt die vollen 25mA reicht auch 5-10mA ohne stark an Helligkeit zu verlieren.

Mir ist gerade der Liliput Flirt ausgestiegen. Warum weiss ich noch nicht. An und für sich hat das Teil eine sauber aufgebaute Elektronik, mit LEDs beleuchtet. Diese Elektronik hat leider, so sauber wie sie aussieht, ein paar Denkfehler. Jedes Einzel LED hat einen eigenen Vorwiderstand und ist an der vollen Spannung angeschlossen. Insgesammt sind 7 LEDs auf der Platine. Aufgrund der Analogfähigkeit mag man das Einzel LED Konzept ja noch verstehen. Doch es sind leider auch Unmengen von Energie (Bezogen auf die Lichtleistung der LEDs) die Vorwiderstände "verbraten werden" ohne irgend ein Nutzen. Leider hat man alle (!?) diese Widerstände in den gleichen Leiterplattenbereich platziert, so dass dessen Abwärme der darunterligenden Plexi-Lichtverteiler schmolz und sich durchgebogen hat.

Was die Hersteller manchmal so an Elektronikdesign's in die Modelle bauen, erzeugt bei mir so manches Kopfschütteln.


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#4 von Schwanck , 16.10.2015 09:08

Moin,

bei diesem Thema geht es wieder um Grundsätzliches. Jeder Elektroniker weiss, dass der Vorwiderstand zur Strombegrenzung bei LEDs die Billiglösung ist, die ihm von der eigenen Faulheit oder vom vorgesetzten Kaufmann im Betrieb diktiert wird.
Besser ist es, LEDs mit einer Konstantstromquelle zu betreiben. Wenn man die nicht selber richtig konstruieren kann oder mag, greift man z.B. zu Conrad Art. 181814, ..15 oder ..16; wenn das zu teuer ist, nimmt man Art. 210959, das ist ein Bausatz aus dem man viel lernt.


Tschüss

K.F.


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#5 von entchen , 16.10.2015 09:23

Hallo Gebbi,

Zitat von Gebbi
Die Schaltung sieht zunächst einen Brückengleichrichter vor: Eingangsspannung = 18V ~ --> Ausgang ca. 17V = (gemessen)



Wie hast du diese Gleichspannung gemessen? Bist du sicher, dass es nur 17V sind? Der Gleichrichter erzeugt an sich keine konstante Gleichspannung, sondern formt aus der sinusförmigen Wechselspannung eine pulsierende positive Spannung. Schaltest du einen Kondensator parallel zum Ausgang des Gleichrichters, so wird die Spannung ungefähr 24V (!) betragen (Ausgangsspannung ist identisch mit dem Scheitelwert der Eingangsspannung abzüglich der doppelten Diodenvorwärtsspannung bei Belastung). Daher kann es sein, dass dein Widerstand noch etwas mehr Leistung verbrät, als von dir angenommen wird.

Gruß
Oliver


Bastelprojekt mit Mikrokontroller - Bluetooth Verbindung: Selbstbau HO Messwagen mit Atmega16


 
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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#6 von H0! , 16.10.2015 09:35

Moin, Oliver!

Zitat von entchen
Schaltest du einen Kondensator parallel zum Ausgang des Gleichrichters, so wird die Spannung ungefähr 24V (!) betragen

Ohne Kondensator kommen die 17 Volt Effektivspannung schon hin (bei Spannungsspitzen von ca. 24 Volt).
Andererseits weiß man nicht, wie genau das Gerät misst, wenn die Gleichspannung nicht konstant ist.


Viele Grüße
Thomas


 
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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#7 von H0! , 16.10.2015 09:45

Zitat von Schwanck
Besser ist es, LEDs mit einer Konstantstromquelle zu betreiben.

Dann hat man einen Transistor, der heiß wird. Aber das Problem mit den heißen Widerständen ist gelöst.


Viele Grüße
Thomas


 
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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#8 von Martin Lutz , 16.10.2015 10:13

Es herrscht vielfach die Irrmeinung, Stromquellen hätten keine Verlustleistung. Das stimmt nicht!! LED betrieben mit 18V und 20mA verbrennt man gleich viel Leistung ob mit Stromquelle oder Vorwiderstand. Nur: wie bereits beschrieben: bei der Stromquelle macht dies der Transistor. Beim Vorwiderstand macht dies der Widerstand! Dies muss einfach mal festgehalten werden!!

Nochmals: betreibt man mehr als ein LED an der gleichen Versorgungsspannung, sollte man so viel LEDs wie möglich in Reihe schalten. Am Widerstand verbrennt man die (Gesamtspannung - (alle Einzel LED Spannungen zusammengezählt)) mal den Strom (einmal gerechnet, da in Reihe geschaltet nur ein Stromkreis geschlossen ist)

So wird die Verlustleistung geringer je mehr LEDs in Reihe geschaltet werden, was:
1. die Wärmeentwicklung reduziert
2. die geringere Wärmeleistung nicht einfach in Luft verpufft oder im Plastik in mechanische Energie umgewandelt wird (Verformug der Teile).

heisse Widerstände sind unnötig und sind auch eine Energieverschwendung. Licht ist doch besser als Wärme.

Kommt dazu:
25mA durch ein LED jagen erscheint mehr schon sehr hoch. Besser man definiert den Strom tiefer als 20mA. Zum Beispiel 15 oder 10 oder sogar 5mA reichen in den meisten Fällen immer noch für genügend Licht.

Bei Spannungen, insbesondere bei Digitalbetrieb, rechne ich meistens mit etwa 20V.


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#9 von mikrobahn ( gelöscht ) , 16.10.2015 12:46

Wie so häufig:
Martin Lutz hat recht und das letzte Wort.
(Diesmal nicht oder doch?)


mikrobahn

RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#10 von jogi , 16.10.2015 14:25

Nicht immer


Man könnte auch eine andere Strom ( Spannungs ) Quelle nutzen .

Wenn grundsätzlich max. 2 LEDs in Reihe gebraucht werden und das x mal , würde es auch ein Fahrtrafo mit dickem Gleichrichter ( B40C3200 ) gehn .

Da kann man dann die Spannung einstellen ( 2 LEDS a, ca. 3V + Vorwiderstand) da reichen dann 7 - 8V
Verlust am Vorwiderstand ist dann nicht so groß . ( 2V , 10mA macht ca. 0,02W )

So wären bei 8V 1A vom Trafo 100 Leuchteinheiten ( 2 LEDs und Vorwiderstand ) möglich .

War nur ein Vorschlag , es soll ja leuchten , und nicht heizen .


Bastelnde Grüße Jogi ;
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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#11 von Gebbi , 16.10.2015 16:11

Hallo,

danke erstmal für die vielen Rückmeldungen.

Zunächst zu der Sache mit dem Kondensator: wenn ich diesen dazunehme, dann habe ich ja als Basis ne höhere Gleichspannung. Da müsste dann aber im Vergleich zu vorher (ohne Kondensator) noch mehr Energie durch die Widerstände vernichtet werden.

Ich habe nun stattdessen 2 zusätzliche LED´s in Reihe geschalten (jetzt sind´s 4 Stk.); die vorherigen 3 Kondensatorn (3x1,5 kOhm parallel = 500 Ohm) habe ich ersetzt durch 3x470 Ohm (auch parellel) --> 157 Ohm resultierender Widerstand (theoretisch würde bei 16,8V Gleichstrom und 4 LED´s mit 3,4V/0,025A ein Widerstand mit 128 Ohm benötigt).
Wenn ich nun den Trimmer voll aufdrehe, erreichen die Widerstände eine max. Temp. von ca. 40°C (10° kälter als vorher).
Wenn ich jetzt mit dem Trimmer die Helligkeit etwas zurückdrehe, dann leuchten die LED´s nur merklich dunkler und die Widerstands-Temp. beträgt nur ca. 30°C.
Ich habe auch festgestellt, dass sich die LED´s etwas erwärmen - bei der oben beschriebenen minimal reduzierten Helligket erreichen diese auch ca. 30°C.

Danke nochmal
Grüße, Gebbi


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#12 von Schwanck , 16.10.2015 16:54

Moin,

Martin Lutz hat recht, jedoch nicht ganz! Nirgends wurde von mir oder sonstwem behauptet, dass der Halbleiter (Transistor) der Konstantstromquelle kalt bleibt. Nur gibt es einen physikalischen Unterschied zwischen der Funktion des Widerstands und der des Halbleiters. Den sollte man beachten!
Dass dieses oft nicht verstanden wird, zeigte die Diskussion über die Spannungsreduktion mit Dioden-(ketten), die hier vor einiger Zeit stattgefunden hat.
Als Literatur zum Thema empfehle ich allen Zweiflern oder Besserwissern folgendes Buch: U. Tietze - Ch. Schenk Halbleiter-Schaltungs-Technik.


Tschüss

K.F.


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#13 von Martin Lutz , 16.10.2015 18:30

Zitat von Schwanck
Moin,

Martin Lutz hat recht, jedoch nicht ganz! Nirgends wurde von mir oder sonstwem behauptet, dass der Halbleiter (Transistor) der Konstantstromquelle kalt bleibt.

Wohl nicht. Aber es kam so rüber. In dem Fall ist es am Thema vorbei.

Nennen wir's mal Blackbox die einem LED vorgeschaltet werden. Einmal enthält diese Blackbox nur einen Widerstand und einmal die Konstantstromquelle. Um nun die gleichen Bedingungen zu schaffen für das LED aus der gleichen Speispannungen, "verheizt Blckbox 1 und Blackbox 2 wohl die gleiche Verlustleistung. Was geschieht eigentlich mit dieser Leistung. Leuchten tun die Blackboxen ja nicht. Also in Licht umgewandelt wird die Verlustleistung nun mal nicht. Oder in mechanische Energie? Auch nicht, die Blackbox bekommt ja keine Räder die sich mit dieser Energie drehen, oder? In chemische...? Auch nicht. Nichts löst sich irgendwie aus. Bleibt wohl nur noch Wärme. Auch die wird bei beiden Blackboxen wohl die selbe sein, oder sehe ich da was falsch?

Klar, eine Konstantstromquelle hat seine Vorteile. Doch hier ist die Rede von einer Erwärmung eines Bauteils, dass beim Frager eine gwisse Unsicherheit ausgelöst hat Wenn jetzt einer kommt und antwortet er solle doch eine Stromquelle einsetzen ist das wohl etwas am Thema vorbei. Oder zumindest eine Antwort auf eine Frage, die nicht gestellt wurde.

Transistoren können durchaus sehr heiss werden!!


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#14 von spielbahn ( gelöscht ) , 16.10.2015 21:30

Zitat von Martin Lutz
....Nennen wir's mal Blackbox die einem LED vorgeschaltet werden. Einmal enthält diese Blackbox nur einen Widerstand und einmal die Konstantstromquelle. Um nun die gleichen Bedingungen zu schaffen für das LED aus der gleichen Speispannungen, "verheizt Blckbox 1 und Blackbox 2 wohl die gleiche Verlustleistung. Was geschieht eigentlich mit dieser Leistung. Leuchten tun die Blackboxen ja nicht. Also in Licht umgewandelt wird die Verlustleistung nun mal nicht. Oder in mechanische Energie? Auch nicht, die Blackbox bekommt ja keine Räder die sich mit dieser Energie drehen, oder? In chemische...? Auch nicht. Nichts löst sich irgendwie aus. Bleibt wohl nur noch Wärme. Auch die wird bei beiden Blackboxen wohl die selbe sein, oder sehe ich da was falsch?......



Tja Martin Lutz, da siehst du was falsch. Die Blackbox könnte nämlich auch einen Stepdown-Wandler (mit Vorwiderstand für die LED) enthalten. In diesem Fall wäre die Verlustleistung dann wirklich geringer.


spielbahn

RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#15 von Martin Lutz , 16.10.2015 23:15

Zitat von spielbahn

Zitat von Martin Lutz
....Nennen wir's mal Blackbox die einem LED vorgeschaltet werden. Einmal enthält diese Blackbox nur einen Widerstand und einmal die Konstantstromquelle. Um nun die gleichen Bedingungen zu schaffen für das LED aus der gleichen Speispannungen, "verheizt Blckbox 1 und Blackbox 2 wohl die gleiche Verlustleistung. Was geschieht eigentlich mit dieser Leistung. Leuchten tun die Blackboxen ja nicht. Also in Licht umgewandelt wird die Verlustleistung nun mal nicht. Oder in mechanische Energie? Auch nicht, die Blackbox bekommt ja keine Räder die sich mit dieser Energie drehen, oder? In chemische...? Auch nicht. Nichts löst sich irgendwie aus. Bleibt wohl nur noch Wärme. Auch die wird bei beiden Blackboxen wohl die selbe sein, oder sehe ich da was falsch?......



Tja Martin Lutz, da siehst du was falsch. Die Blackbox könnte nämlich auch einen Stepdown-Wandler (mit Vorwiderstand für die LED) enthalten. In diesem Fall wäre die Verlustleistung dann wirklich geringer.



Und wieso erwähnst du das nicht?

Ein Step Down Wandler nutzt die magnetische Energie und verwendet einen Halbleiter der ein und ausschaltet. Etwas weit hergeholt in dieser Verlustleistungs-Wärme Diskussion. Glaubst du der Frager wäre selber auf deine Step Down Schaltung gekommen?

Eine normale Stromquelle ist das jedenfalls nicht. Aber vielleicht kannst du dem Frager ja erklären, was ein Step Down Regler überhaupt ist weshalb dieser eine viel kleinere Verlustleistung haben soll. Aber das ist dem Thema hier um Lichtjahre übers Ziel hinausgeschossen!


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#16 von Schwanck , 17.10.2015 08:53

Moin Martin,

du wirst nicht in Abrede stellen können, dass eine Konstantstromquelle nach einem vollkommen anderen Prinzip arbeitet als ein ohmscher Widerstand. Sie z.B. kann die Spannung, die sie an den/die Vergraucher liefert, je nach Anforderung verändern (bis fast zur Höhe der Spannung, mit der sie gespeist wird); ein Widerstand kann das nicht; der folgt dem U=R.I ohne wenn und aber!
Es ist unnötig, über Tatsachen zu diskutieren.


Tschüss

K.F.


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#17 von thoern , 17.10.2015 09:37

Zitat von Schwanck
Moin,
bei diesem Thema geht es wieder um Grundsätzliches. Jeder Elektroniker weiss, dass der Vorwiderstand zur Strombegrenzung bei LEDs die Billiglösung ist, die ihm von der eigenen Faulheit oder vom vorgesetzten Kaufmann im Betrieb diktiert wird.



Aha? Nahezu jede LED auf dieser Erde wird mit Vorwiderstand betrieben. Zwar weiß jeder Elektroniker, dass das die Billiglösung ist, aber es weiß auch jeder Elektroniker, dass das im Normalfall die einzig praktikable Lösung ist


Zitat von Schwanck
Moin Martin,

du wirst nicht in Abrede stellen können, dass eine Konstantstromquelle nach einem vollkommen anderen Prinzip arbeitet als ein ohmscher Widerstand.


Das hat Martin nie behauptet. Ein Konstantstromquelle wäre jedoch mit Kanonen auf Spatzen geschossen und geht. Wie bereits erwähnt, geht das am Thema vorbei. Da kannst du gleich empfehlten, der TO soll doch bitte 18V Glühbirnchen nehmen und diese bunt anmalen. Dann braucht er gar keinen Vorwiderstand. Er kann sich dann auch nicht mehr erhitzen

Zitat von Schwanck

Es ist unnötig, über Tatsachen zu diskutieren.


Es geht hier nicht um KSQs, sondern um Vorwiderstände. Der Einsatz einer KSQ hätte keinen Vorteil für die Anwendung (LED soll leuchten) des TOs - käme nur teurer. Insofern ist eine Konstantsromquelle an sich bereits indiskutabel.

Gruß,
thoern


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#18 von thoern , 17.10.2015 09:44

Zitat von Schwanck
Moin,
bei diesem Thema geht es wieder um Grundsätzliches. Jeder Elektroniker weiss, dass der Vorwiderstand zur Strombegrenzung bei LEDs die Billiglösung ist, die ihm von der eigenen Faulheit oder vom vorgesetzten Kaufmann im Betrieb diktiert wird.


Aha? Nahezu jede LED auf dieser Erde wird mit Vorwiderstand betrieben. Zwar weiß jeder Elektroniker, dass das die Billiglösung ist, aber es weiß auch jeder Elektroniker, dass das im Normalfall die einzig praktikable Lösung ist

Zitat von Schwanck
Moin Martin,

du wirst nicht in Abrede stellen können, dass eine Konstantstromquelle nach einem vollkommen anderen Prinzip arbeitet als ein ohmscher Widerstand.


Das hat Martin nie behauptet. Ein Konstantstromquelle wäre jedoch mit Kanonen auf Spatzen geschossen und geht, wie bereits erwähnt, am Thema vorbei. Da kannst du gleich empfehlen, der TO soll doch bitte 18V Glühbirnchen nehmen und diese bunt anmalen. Dann braucht er gar keinen Vorwiderstand. Er kann sich dann auch nicht mehr erhitzen

Zitat von Schwanck

Es ist unnötig, über Tatsachen zu diskutieren.


Es geht hier nicht um KSQs, sondern um Vorwiderstände. Der Einsatz einer KSQ hätte keinen Vorteil für die Anwendung (LED soll leuchten) des TOs - käme nur teurer. Insofern ist eine Konstantsromquelle an sich bereits indiskutabel.

Gruß,
thoern


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#19 von Martin Lutz , 17.10.2015 15:36

Zitat von Schwanck
Moin Martin,

du wirst nicht in Abrede stellen können, dass eine Konstantstromquelle nach einem vollkommen anderen Prinzip arbeitet als ein ohmscher Widerstand. Sie z.B. kann die Spannung, die sie an den/die Vergraucher liefert, je nach Anforderung verändern (bis fast zur Höhe der Spannung, mit der sie gespeist wird); ein Widerstand kann das nicht; der folgt dem U=R.I ohne wenn und aber!
Es ist unnötig, über Tatsachen zu diskutieren.


Ich glaube jetzt so langsam, dass du gar keine Ahnung hast von der Funktionsweise einer Konstantstromquelle, wenn du jetzt von einem völlig anderem Prinzip redest und gar irgend etwas von Step Down quasselst.

Eine normale Konstantstromquelle ist nichts weiter als ein dynamischer Widerstand, der seinen Widerstandswert selbstständig der momentanen Situation anpassen kann. Nur übernimmt die Funktion des Leistungswiderstand ein Halbleiter. Eine einfache Variante sieht so aus:
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles...nstantstrom.gif Für diese Schaltung arbeitet die Drain Source Strecke als dynamischer Widerstand. Die Spannung zwischen G und S ist konstant. Deshalb kann man mit einem festen Widerstandswert einfach den Strom einstellen, der dann durch den Verbraucher fliessen muss. Ins Gate rein fliesst sozusagen kein Strom.

Zitat von Schwanck
der folgt dem U=R.I ohne wenn und aber!.

Ich möchte mal ne Elektronikschaltung sehen, die das ohmsche Gesetz bricht. Wenn du mir sowas bieten kannst, schlage ich dich für den Nobelpreis der Physik vor.


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#20 von spielbahn ( gelöscht ) , 17.10.2015 16:16

Zitat von Martin Lutz

Zitat von Schwanck
Moin Martin,

du wirst nicht in Abrede stellen können, dass eine Konstantstromquelle nach einem vollkommen anderen Prinzip arbeitet als ein ohmscher Widerstand.......


Ich glaube jetzt so langsam, dass du gar keine Ahnung hast von der Funktionsweise einer Konstantstromquelle, wenn du jetzt von einem völlig anderem Prinzip redest und gar irgend etwas von Step Down quasselst.......




Das ist der Martin Lutz, wie wir ihn kennen:
Wenn er sich aufregt, wird er gerne ausfallend (Ich nenne es ausfallend, einem Stummikollegen "keine Ahnung" zu unterstellen.) und er verwechselt auch gerne mal was: "Schwank" hat in seinen Beiträgen mit keinem Wort irgendetwas von Step Down erwähnt. Wobei auch hier die Wortwahl ("quasseln") ziemlich abwertend ist.


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#21 von Illcoron , 17.10.2015 18:09

Zitat von Gebbi
Hallo,

ich möchte meine Modellbahnhäuser mit LED-Innenbeleuchtung versehen.
Die Schaltung sieht zunächst einen Brückengleichrichter vor: Eingangsspannung = 18V ~ --> Ausgang ca. 17V = (gemessen)

Am Gleichstromausgang des Brückengleichrichters sind folgende Bauteile in Reihe angeschlossen:

2 LEDs (U=3,4V; I=0,025A), Ein-Aus-Dip-Schalter, Trimmer (zum Einstellen der Helligkeit), "Vorwiderstand" 500 Ohm (Rechnerisch bräuchte ich 408 Ohm).

Der oben beschriebene 500 Ohm "Vorwiderstand" besteht aus 3 parallel geschalteten 1,5kOhm-Widerständen, da diese relativ warm werden:
wenn ich mit dem Trimmer die max. Helligkeit einstelle, erreichen die 3 Widerstände eine max. Temp. von knapp 50°C.
Die gemessene Spannung, die die Vorwiderstände hier "vernichten", beträgt 10,4V

Die 3 Widerstände sind Metallschichtwiderstände, die 0,6W abkönnen.

Mit P=I²xR = 0,025A * 0,025A * 500 Ohm komme ich auf 0,31 W - und das verteilt auf 3 Widerstände!
(mit P=UxI = 10,4V * 0,025A komme ich sogar nur auf 0,26 W)

Ist es normal, dass die Widerstände so warm werden oder habe ich hier irgendwo nen Denkfehler?


Grüße, Gebbi



Hallo Gebbi, hallo alle anderen,

so ich weiß jetzt nicht wie ich Anfangen soll. Ich bin durchaus vom Fach und habe mal einige Jahre als Hardwareentwickler gearbeitet (wobei ich jetzt mehr Software mache) und kenne mich etwas mit dieser Aufgabenstellung etwas aus. Die Sache mit den LED's an 24V haben wir in der Praxis bei Steuerungen durchaus auch so gemacht um das 24V Signal an Eingänge bzw Ausgänge von Steuerungen darzustellen. Oft haben wir das dann aber auf der 5V vor einem µC gemacht um eben nicht so viel Leistung zu verbraten - es gab aber auch Anwendungen wo wir 24V Signal LED's hatten. Mir ist kein Fall in meiner Beruflichen Laufbahn bekannt wo irgendjemand dafür eine Konstantstromquelle verwendet hätte. Es mag Fälle geben, aber nicht in den Bereichen wo ich gearbeitet habe. Und selbst in SMD Technik mit 1206 Widerständen geht das Leitungsmäßig. (mit einem Widerstand und einer LED !!!)

Mit stellt sich da aber eine Frage wenn ich das alles lese. Wie hell soll es denn eigentlich sein? Bei Deiner Berechnung für 17V Gebbi und den Vorwiderstand von 500Ohm müssten aus meiner Erinnerung Standard LED's schon mächtig hell sein und viel Strom ziehen. Auch solltest du nicht, wie ein Vorredner schon schrieb von 17V aus gehen sondern, auch wenn die Spannung über einen Kondensator geglättet ist (was ich übrigens machen würde und Dir nahe legen würde) vom Scheitelwert 24V.In der Praxis kamen wir bei so einer Annahme immer auf Vorwiderstände von um die 2k und es war immer noch Hell genug. (SMD LED's und 1206 Widerstände, die können 0,25W). Als Vergleich: Auf der 5V Ebene habe wir etwa 470Ohm angenommen. (Erfahrungswerte - jetzt nicht berechnet).

Jetzt schreibst Du, wenn ich Dich richtig verstehe, Du drehst die Spannung mit einem Poti (Wahrscheinlich in Reihe) bzw. die Lichtstärke damit rauf und runter. Klar werden die Widerstände dann warm, weil Du dann die volle Energie an den Vorwiderständen - also an den 500 Ohm verbrätst. Damit fallen da 24V - Diodenspannung (Je nach Farbe der Diode) ab - vereinfachen wir mal auf etwa 20,5V - da ich nicht weiß welche Dioden du einsetzt (alles Spitzenwerte).
P=U x I = 20,5V x 0,025 A macht bei mir schon an die 500mW. Klar wird das warm. Wenn die LED's noch mehr Strom ziehen, oder sich die Spannung anders Verhält noch wärmer. Und bei Wärme solltest Du nur bedingt vom Mittelwert ausgehen. Nimm ruhig mal den Spitzenwert zur Kalkulation. Am maximalen Punkt machst Du ja auch die maximale Leistungsumsetzung in Wärme. Und Wärme verschwindet ja nicht im 50Hz oder 100Hz Takt.

Deswegen stellen sich mir erst mal folgenden Fragen oder Ansätze:
a) Mal austarieren wie hell es denn sein soll? Das Poti so einstellen und dann mal den Gesamtwiderstand bestimmen.
b) Dann mal Strom durch die ganze Nummer messen und die Spannung entweder an der Diode oder an den Widerständen messen und mal mit reelen Werten rechnen.
c) Man könnte mal einen Blick in die Datenblätter der Diode werfen und schauen ob das so überhaupt geht.
d) Sich mal die Frage stellen ob man überhaupt mit so einer großen Spannung arbeiten muss. Wenn am Ende 24V Spitze heraus kommt ist das schon ne Nummer. Ist zwar Industriestandart, aber vielleicht tun es auch 12V.
e) Was bezweckst du mit den Dippschalter? Ist der für diese Werte ausgelegt?

Grüße

Jens


Lemtrup - Norddeutschland ca 1975 - Epoche IV - in Planung

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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#22 von Kurt , 17.10.2015 23:29

Warum sollten Konststantstromquellen auf Spatzen geschossen werden? Es gibt ja auch Modellbahner die mal auf fremden Anlagen fahren. Es macht beim Vorwiderstand schon einen Unterschied in der Helligkeit ob ich mit 24V oder nur mit 16V fahre. Entweder mit der (zu) hellen LED fahren oder mit dem Tarnlicht fahren macht auch nicht jedem Spaß. Oder den Zug zu zerlegen um am eventl. vorhandenen Poti rum zu drehen.
Das alles ist einer KSQ egal. Denn LED werden über den Strom gesteuert und nicht über die Spannung. Also brennt die LED unter allen Spannungen gleich hell. Ich habe diese mit nur 18V im Einsatz. Und damit bin ich knapp unter 20Ct. Soll ich mir da noch Gedanken über den Preis gegenüber einem Widerstand machen?
Und was ist mit den Analogbahnern? 1,5V über der LED Spannung brennt die LED immer gleich hell. Und überlebt die Umschaltspannung mit der im obigen Link gezeigten KSQ. Macht das mal mit einem Widerstand. ops:


Kurt

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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#23 von thoern , 18.10.2015 00:14

kann gelöscht werden


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#24 von thoern , 18.10.2015 00:15

Zitat von Kurt
Warum sollten Konststantstromquellen auf Spatzen geschossen werden? Es gibt ja auch Modellbahner die mal auf fremden Anlagen fahren.


Hast du auch gelesen, was der TO möchte oder bist du auch nur einer der antwortet um der Antwort Willen? Der TO spricht von der Beleuchtung seiner Modellbahnhäuser. Es geht nicht darum, dass man mal auf einer anderen Anlage fahren möchte!

Zitat von Kurt

Es macht beim Vorwiderstand schon einen Unterschied in der Helligkeit ob ich mit 24V oder nur mit 16V fahre. Entweder mit der (zu) hellen LED fahren oder mit dem Tarnlicht fahren macht auch nicht jedem Spaß.


Ja nochmals guten Morgen! Es geht nicht darum, wie hier irgendwas fahren soll. Der TO will seine Häuser mit 17V beleuchten. Und zwar genau mit 17, nicht mit 24 V auch nicht mit 16 V und auch nicht mit 220V oder 5000V!

Zitat von Kurt

Oder den Zug zu zerlegen um am eventl. vorhandenen Poti rum zu drehen.


Er will keinen Zug beleuchten!

Zitat von Kurt

Das alles ist einer KSQ egal. Denn LED werden über den Strom gesteuert und nicht über die Spannung. Also brennt die LED unter allen Spannungen gleich hell. Ich habe diese mit nur 18V im Einsatz. Und damit bin ich knapp unter 20Ct. Soll ich mir da noch Gedanken über den Preis gegenüber einem Widerstand machen?


Überflüssiges Geschwafel, da völlig Off-Topic. Dennoch interessant, wie du unter 20Ct kommst, wenn schon alleine das IC 81Ct kostet - und da brauchts bestimmt noch ein paar Bauteile (inkl. Leiterplatte) mehr.


Zitat von Kurt

Und was ist mit den Analogbahnern? 1,5V über der LED Spannung brennt die LED immer gleich hell. Und überlebt die Umschaltspannung mit der im obigen Link gezeigten KSQ. Macht das mal mit einem Widerstand.


Es macht keinen Unterschied, ob ein Haus auf einer Digital- oder auf einer Analogbahn mit 17V beleuchtet wird.

Gruß,
thoern


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RE: LED-Vorwiderstände werden warm (heiß)

#25 von Gebbi , 18.10.2015 01:53

Zitat von Illcoron

Deswegen stellen sich mir erst mal folgenden Fragen oder Ansätze:
a) Mal austarieren wie hell es denn sein soll? Das Poti so einstellen und dann mal den Gesamtwiderstand bestimmen.
b) Dann mal Strom durch die ganze Nummer messen und die Spannung entweder an der Diode oder an den Widerständen messen und mal mit reelen Werten rechnen.
c) Man könnte mal einen Blick in die Datenblätter der Diode werfen und schauen ob das so überhaupt geht.
d) Sich mal die Frage stellen ob man überhaupt mit so einer großen Spannung arbeiten muss. Wenn am Ende 24V Spitze heraus kommt ist das schon ne Nummer. Ist zwar Industriestandart, aber vielleicht tun es auch 12V.
e) Was bezweckst du mit den Dippschalter? Ist der für diese Werte ausgelegt?



Hallo Jens,

danke für deine ausführliche Erläuterung.

Ich möchte das Poti bzw.den Trimmer schon fest in der Schaltung installiert lassen, um auch später noch die Helligkeit der LED´s ändern zu können.
Der fest installierte Widerstand (eigentlich sinds ja 3 Stk. parallel geschaltet) soll nur dazu dienen, damit nichts kaputtgeht, wenn der Trimmer voll aufgedreht ist.
Es handelt sich bei den LED´s übrigens um SMD LED´s 1206 warmweiß mit 3,4V bzw. 0,025A.
Beim Dipschalter handelt es sich um den 709402-62 vom großen "C"

Mir ist heute übrigens aufgefallen, dass mein Trafo, den ich für die Beleuchtung verwenden möchte (und welcher auch sämtliche Digitaldecoder mit Strom versorgt) auch einen 12V~ Ausgang hat . So kann ich dann den empfohlenen Kondensator verwenden und meine Grundauslegung mit den 17V stimmt auch noch
Ich habe bei Wikipedia zum Thema "Glättungskondensator" die Formel "C = I * delta t / delta U" gefunden.
Welchen Wert sollte man denn da für delta U annehmen?

Grüße, Gebbi


Bau meiner Modellbahnanlage:
RE: Gebbi´s Anlage: Märklin H0 K-Gleis / digital


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