LED mit einem Spannungsregler ansteuern

LED’s brauchen um zum Leuchten einen konstanten Strom.
Sie dürfen niemals ohne Vorwiderstand betrieben werden!

Beträgt die Betriebsspannung 12Volt, die Durchlassspannung der LED 1,8Volt und der Strom 20mA so ergibt sich für den Vorwiderstand folgender Wert :

Dieser Wert stimmt nur wenn die Spannung genau 12 Volt beträgt, bei Abweichungen der Spannung wird ein anderer Wert benötigt
Eine andere Lösung ist die Ansteuerung mit einem Spannungsregler.


Dies ist eine Variante die im Heimelektronik Bereich leicht umzusetzen ist , da oftmals ein Spannungsregler greifbar ist, aber nicht ein Ansteuer- IC für LED.
Ansteuer IC's arbeiten als Schaltregler und haben zusätzliche Eingänge für eine Pulsweitenmodulation(PWM). Beispiele dafür sind RCD24, RCD24B von Recom. (Datenblatt RCD24, RCD-24B)

Bei einem Spannungsregler gibt es Nachteile:
Der Spannungsabfall wird in Wärme umgesetzt, deshalb ist der Wirkungsgrad sehr schlecht. Bei geringen Strömen von z.B 20mA ist das noch nicht so kritisch.( bei einem Spanngsabfal von z.B 5V und 20 mA beträt die Verlustleistung 0,1 Watt, bei einer LED mit 700mA und einem Spannungsabfall 5V bereits 3,5Watt .
Im Datenblatt des LM317 (Seite 11) z.B. ist neben anderen Applikationen auch die Möglichkeit einer Konstantstromquelle angegeben.
Ein Dimmen der LED ist nur sehr schlecht möglich.


Bei dem Beispiel sind zwei LED’s in Reihe geschaltet. Diese sollten die gleiche Stromaufnahme haben. Es ist ohne Probleme möglich nur eine LED zu verwenden.
Der Regler z.B. LM317 ist so aufgebaut, dass die Ausgangsspannung zwischen OUT und ADJ 1.25 Volt beträgt.

In dieser Schaltung wird der Regler als eine Konstantstromquelle betrieben. Der Strom ist abhängig vom Wert des Widerstandes R.
Dieser Wert ergibt sich aus dem Ohmschen Gesetz. Bei einer Spannung von 1.25 Volt und dem Strom von 0.020A hat er einen Wert von 62,5 Ohm.

Unabhängig von der Eingangsspannung fließt immer ein Strom von 20mA.
Auch wenn zwei LED in Reihe geschaltet werden (mit einem gleichen Strom I ergibt sich keine Änderung.

Zu beachten ist der minimale Wert der Eingangsspannung.
das IC LM317 (Schuricht Artikelnummer 640027) hat eine Offsetspannung von ca.1.5Volt. Dazu kommt das an dem Widerstand R eine Spannung von 1.2 Volt abfällt. Bei einem LED kommt noch die Spannung V mit ca. 2Volt hinzu.

Minimale Eingangsspannung bei einem LED
1,5 Volt Offsetspannung des Reglers
1,2 Volt Spannungsabfall an R (Minimale Ausgangsspannung des Reglers)
2,0 Volt Uf des LED

Summe=4,7Volt bei einem LED

Daraus ergibt sich bei zwei LED’s eine minimale Eingangsspannung von 6,7Volt (1.5+1.2+4 Volt) . Diese muss erreicht werden um die LED’s zum Leuchten zu bringen.
Nach oben ist die Grenze die max. zulässige Eingangsspannung des Reglers von 37 Volt.
Diese Art der Konstantstromquelle ist auch mit anderen einstellbaren und Festspannungsreglern möglich.
Zu beachten ist dabei das die minimale Eingangsspannung höher sein muss (Ausgangsspannung des Reglers) und die Offsetspannung des IC’s je nach Typ verschieden ist.
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