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[K] Temperatursteuerung für Lüfter

Vorwiderstände für Reihen- und Parallelschaltungen berechnenVorwiderstände für Reihen- und Parallelschaltungen berechnen

Ob man mehrere Verbraucher, die u.U. noch einen Vorwiderstand benötigen, in Reihe oder parallel schaltet hängt meist davon ab, weilche Bauteile und in welcher Anzahl man zur Verfügung hat. Generell muss gesagt werden, dass weder eine noch andere Möglichkeit nennenswerte Nachteile mit sich bringt.

Unsere Calculatoren setzen voraus, dass alle LEDs die gleichen Angaben zu nominalen Strombelastbarkeit(Iref) bzw. max. Durchflußspannung(Uref) haben.

Betrachten wir zunächst die parallele Beschaltung mehrerer LED mit eigenen lokalen Vorwiderständen:

Die Formel:

Widerstandsberechnung für jede LED
Eingangs-Spannung(Uin): Volt
LED Referenzspannung(Uref): Volt (z.B: 3.5)
LED Referenzstrom(Iref): mA
Benötigter Widerstand(R): Ohm
Verlustleistung(P): Watt

Die lokalen Widerstände werden nach der üblichen Formel(bzw Calculatoren) für jede einzelne LED berechnet. D.h auch, daß bei gleichen LEDs auch gleiche Vorwiderstände verwendet werden.

Nun zu einer Parallelschaltung mit einem globalen Vorwiderstand:

Die Formel:

Widerstandsberechnung für alle LEDs
Eingangs-Spannung(Uin): Volt
LED Referenzspannung(Uref): Volt (z.B: 3.5)
LED Referenzstrom(Iref): mA
Anzahl der LEDs: Stück
Benötigter Widerstand(R): Ohm
Verlustleistung(P): Watt

Die Berechnung des globalen Vorwiderstands(rechtes Bild) ist ein bishen trickreicher, denn es gilt ein Paar Punkte zu beachten. Der gemeinsame Widerstand wird in der Regel viel stärker belastet als einzelne lokale, daher sollte man die gemeinsame maximale von den LEDs konsumierte Leistung stets im Auge behalten, sonst ist der Widerstand schnell hin. Darüber hinaus sollte man LEDs mit unterschidlichen Angaben zu nominalen Strombelastbarkeit(Iref) bzw. max. Durchflußspannung(Uref) nach Möglichkeit nie über einen gemeinsamen Vorwiderstand beschalten, weil der berechnete Wert in den Grenzbereichen der Belastbarkeit nicht mehr sicher ist.

Zum Schluss die Version der Reihenbeschaltung. Hier wird logischeweise höchstens ein Vorwiderstand benötigt.

Die Formel:

Widerstandsberechnung für alle LEDs
Eingangs-Spannung(Uin): Volt
LED Referenzspannung(Uref): Volt (z.B: 3.5)
LED Referenzstrom(Iref): mA
Anzahl der LEDs: Stück
Benötigter Widerstand(R): Ohm
Verlustleistung(P): Watt

Man sollte unbedingt beachten, dass ab einer bestimmten Anzahl der LEDs(natürlch in Anhängigkeit von der Strom/Spannungsquelle) die Notwendigkeit eines Vorwiderstandes bei einer Reihenbeschaltung nicht mehr gegeben ist. Beispiel: Angenommen wir wollen 4 LEDs mit Uref = 3.5 Volt und Iref = egal an einem 12 volt Netzteil betreiben. Da bei jeder LED eine Spannung von 3.5 Volt(Uref) abfällt, müssen wir die Uref der einzelnen LEDs zusammenaddieren, dabei haben wir nach der letzten LED einen "nominalen Spannungsabfall" von 14 Volt. D.h: gehen wir von der allgemein gültigen Formel (U-4xUref) / Iref aus und haben nur 12 Volt zur Verfügung, so ist dann vollkommen irrelevant wieviel mA an Strom jede einzelne LED(bzw. alle zusammen) verkraften können, denn 0 / Iref ergibt NULL und dies bedeutet gerade, dass der Vorwiderstand ausgelassen werden kann bzw nicht benötigt wird. Die 0 im Zähler ergibt sich aus 12-14 , da wir eben nur 12 Volt am Eingang haben.

Was ist nun wenn man verschiedene LEDs über einen gemeinsamen(globalen) Vorwiderstand zusammenschalten muss? Dann sollte man die Iref bzw Uref der einzelnen LEDs zusammenaddieren und den berechneten Wert vorsichtshalber noch grosszügig aufrunden. Die Formeln wären dann..

..für eine Reihenschaltung:
(Iref beschreibt bei dieser Formel den Durchschnitt der nominalen Strombalstungen über alle LEDs)

..für eine Parallelschaltung:
(Uref beschreibt bei dieser Formel den Durchschnitt der max. Durchflußspannungen über alle LEDs)

Allerdings sind diese Angaben ohne Gewähr und überhaupt ist die Beschaltung unterschiedlicher LEDs über einen gemeinsamen Vorwiderstand nicht zu empfehlen.