{"id":52722,"date":"2023-01-19T11:43:45","date_gmt":"2023-01-19T10:43:45","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/dobieranie-rezystora-do-diody\/"},"modified":"2023-04-12T15:46:01","modified_gmt":"2023-04-12T13:46:01","slug":"wahl-des-richtigen-widerstands-zu-einer-diode","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/wahl-des-richtigen-widerstands-zu-einer-diode\/","title":{"rendered":"Wahl des richtigen Widerstands zu einer Diode"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 11<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Die dynamische Entwicklung der Technologie f\u00fcr die Herstellung von elektronischen Bauteilen und Baugruppen sowie ein immer gr\u00f6\u00dferes Umweltbewusstsein f\u00fchren dazu, dass traditionelle Lichtquellen wie Gl\u00fchlampen zunehmend durch LEDs ersetzt werden. Bislang wurde <\/span>die LED<\/span> aufgrund ihrer geringen Gr\u00f6\u00dfe, ihrer langen Lebensdauer und ihres im Vergleich zu den entsprechenden Gl\u00fchlampen sehr geringen Stromverbrauchs mit Kontrollleuchten in der Unterhaltungselektronik, bei Haushaltsger\u00e4ten, industriellen Steuerungen und Automobilen in Verbindung gebracht.<\/span><\/p>\n

Es ist zu beachten, dass zu jeder Diode immer auch ein Widerstand geh\u00f6ren sollte. Doch wie w\u00e4hlt man einen Widerstand f\u00fcr eine Diode aus? Wir werden versuchen, diese Frage im folgenden Artikel zu beantworten. <\/span><\/span>
<\/span><\/p>\n

Schauen wir uns den Aufbau, das Funktionsprinzip, die Arten und Parameter von LEDs genauer an. <\/span><\/p>\n

Was ist eine LED?<\/span><\/h2>\n

LED<\/span> (aus dem eng. Light Emitting Diode), auch Leuchtdiode genannt, ist ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, das elektrische Energie in elektromagnetische Strahlungsenergie, d. h. Licht, umwandelt. Die einfachste <\/span>LED<\/span> ist ein Halbleiter-p-n-\u00dcbergang, der, wenn er mit einer ausreichend hohen Spannung in Leitungsrichtung polarisiert wird, elektromagnetische Strahlung im Bereich von Infrarot (IR) \u00fcber das sichtbare Lichtspektrum bis hin zu ultravioletter (UV) Strahlung aussendet.<\/span><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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1 [nm] = 0,000 000 001 [m]<\/span><\/p>

Im sichtbaren Lichtspektrum werden die einzelnen Wellenl\u00e4ngen vom menschlichen Auge als unterschiedliche Farben wahrgenommen:<\/span><\/p>

<\/colgroup>

Wellenl\u00e4nge [nm]<\/span><\/p><\/td>

Farbe f\u00fcr das menschliche Auge<\/span><\/p><\/td><\/tr>

380 \u2013 435<\/span><\/p><\/td>

Lila<\/span><\/p><\/td><\/tr>

435 \u2013 495<\/span><\/p><\/td>

Blau<\/span><\/p><\/td><\/tr>

495 \u2013 565<\/span><\/p><\/td>

Gr\u00fcn<\/span><\/p><\/td><\/tr>

565 \u2013 590<\/span><\/p><\/td>

Gelb<\/span><\/p><\/td><\/tr>

590 \u2013 630<\/span><\/p><\/td>

Orange<\/span><\/p><\/td><\/tr>

630 \u2013 780<\/span><\/p><\/td>

Rot<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

Aufbau und Funktionsweise einer LED<\/span><\/h2>

Die Grundlage f\u00fcr die Funktionsweise der LED, d. h. die Umwandlung von elektrischer Energie in elektromagnetische Wellen,<\/span> ist das Ph\u00e4nomen der Elektrolumineszenz<\/span>, das 1907 von Henry Joseph Round beobachtet wurde (daher der Name<\/span> Elektrolumineszenzdiode<\/span>).Elektrolumineszenz ist die Emission von Lichtwellen durch bestimmte Festk\u00f6rper, die durch den Fluss eines elektrischen Stroms verursacht wird. <\/span>LED<\/span> ist eine Halbleiterstruktur, die aus einer n-Typ-Halbleiterschicht, einem p-n-aktiven Bereich und einer p-Typ-Halbleiterschicht besteht. An dem p-Typ-Material ist ein Metallkontakt angebracht – eine positive Elektrode, d. h. <\/span>eine Anode (A)<\/span> und an das n-Typ-Material eine negative Metallelektrode<\/span>, d.h. Katode (K)<\/span>.<\/span><\/p>

<\/colgroup>

Halbleiter – <\/span> ein Material, das seine leitenden Eigenschaften \u00e4ndert, wenn es \u00e4u\u00dferen Bedingungen wie Temperaturschwankungen oder elektrischem Strom ausgesetzt wird. In der Regel handelt es sich um kristalline Stoffe. Die in der Elektronikindustrie am h\u00e4ufigsten verwendeten Materialien sind Silizium Si und Germanium Ge. <\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

Ein p-Typ-Material hat einen \u00dcberschuss an L\u00f6chern (die herk\u00f6mmliche Bezeichnung f\u00fcr einen positiven Ladungstr\u00e4ger) im Valenzband, w\u00e4hrend ein n-Typ-Material einen \u00dcberschuss an Elektronen im selben Band aufweist. Wenn eine solche Struktur in Leitungsrichtung polarisiert wird (Anode mit positivem Pol, Kathode mit negativem Pol), werden L\u00f6cher und Elektronen in die aktive Schicht des p-n-\u00dcbergangs \u00fcbertragen. Das Eindringen wird von der Emission von Energie in Form eines Lichtquants (Photon) begleitet. <\/span><\/p>

\"\"<\/p>

Die Wellenl\u00e4nge des von einem Stecker abgestrahlten Lichts, d. h. seine Farbe, h\u00e4ngt vom Material ab, aus dem der Stecker gefertigt ist. Nachstehend finden Sie eine Tabelle mit den Grundfarben. <\/span><\/p>

<\/colgroup>

Farbe<\/span><\/p><\/td>

Chemisches Symbol<\/span><\/p><\/td>

Name der chemischen Verbindung<\/span><\/p><\/td><\/tr>

rot, infrarot<\/span><\/p><\/td>

AlGaAs<\/span><\/p><\/td>

Aluminium-Gallarsenid<\/span><\/p><\/td><\/tr>

gr\u00fcn<\/span><\/p><\/td>

AlGaP<\/span><\/p><\/td>

Aluminium-Gallium-Phosphid<\/span><\/p><\/td><\/tr>

orange, gelb, gr\u00fcn<\/span><\/p><\/td>

AlGaInP<\/span><\/p><\/td>

Vierfachverbindung von Aluminium, Gallium, Indium und Phosphor<\/span><\/p><\/td><\/tr>

rot, orange, gelb<\/span><\/p><\/td>

GaAsP<\/span><\/p><\/td>

eine Dreifachverbindung aus Gallium, Arsen und Phosphor<\/span><\/p><\/td><\/tr>

rot, gelb, gr\u00fcn<\/span><\/p><\/td>

GaP<\/span><\/p><\/td>

Galliumphosphid<\/span><\/p><\/td><\/tr>

blau, gr\u00fcn<\/span><\/p><\/td>

GaN<\/span><\/p><\/td>

Galliumnitrid<\/span><\/p><\/td><\/tr>

blau, ultraviolett, gr\u00fcn<\/span><\/p><\/td>

InGaN<\/span><\/p><\/td>

eine Dreifachverbindung aus Indium, Gallium und Stickstoff<\/span><\/p><\/td><\/tr>

blau<\/span><\/p><\/td>

SiC, Al<\/span>2<\/span><\/span>O<\/span>3<\/span><\/span>, ZnSe<\/span><\/p><\/td>

Siliziumkarbid, Aluminiumoxid, Zinkselenid<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

Wie w\u00e4hle ich das Netzteil f\u00fcr eine LED aus?<\/span><\/h2>

LED – Spannung und -Stromversorgung<\/h3>

Der Mindestwert der Versorgungsspannung U, bei dem eine Diode (p-n-\u00dcbergang) einen Strom leitet, wird als Durchlassspannung bezeichnet, die oft als U<\/span> F<\/span><\/span> oder V<\/span>F<\/span><\/span>(aus dem eng.Forward Voltage) bezeichnet wird, w\u00e4hrend der Wert des Stroms in diesem Zustand als Durchlassstrom I<\/span>F<\/span><\/span> bezeichnet wird (engl. Forward Current). Diese beiden Werte, d. h. <\/span>die Durchlass<\/span>spannung U<\/span>F<\/span><\/span> und der Durchlassstrom I<\/span>F<\/span><\/span>Dies sind die grundlegenden Parameter einer LED. Au\u00dferdem wird aus Sicherheitsgr\u00fcnden die <\/span> Durchbruch<\/span>spannung (Verpolung der Diode – im Uhrzeigersinn) mit U<\/span>Z<\/span><\/span>, V<\/span>Z<\/span><\/span>, U<\/span>R<\/span><\/span> oder V<\/span>R<\/span><\/span> angegeben. Wenn dieser Wert erreicht ist, wird der Stecker dauerhaft besch\u00e4digt (“durchschlagen”). Im <\/span>Im Bereich des Sperrbetriebs<\/span> ist auch ein Strom definiert, der als I<\/span>Z<\/span><\/span> oder I<\/span>R<\/span><\/span> bezeichnet wird. Zur Veranschaulichung dieser Parameter ist es n\u00fctzlich, die Strom-Spannungs-Kennlinie zu verwenden, die f\u00fcr eine Diode wie folgt lautet: <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Wie aus dem obigen Diagramm ersichtlich ist, kann eine<\/span> LED<\/span> in zwei Bereichen arbeiten: im Leitungsbereich (dem gew\u00fcnschten Bereich) und im Sperrbereich. Beachten Sie, dass der Betrieb der Diode im Sperrbereich zul\u00e4ssig ist, sofern wir die Sperrspannung nicht \u00fcber den Grenzwert von U <\/span>R<\/span><\/span>Denn dann steigt der Diodenstrom sprunghaft an, und die Diode wird \u00fcberlastet. Kehren wir in den Leitungsbereich zur\u00fcck. Damit die <\/span> LED<\/span> richtig funktioniert, d.h. leuchtet, muss sie mit einem Strom von I<\/span>F<\/span><\/span> und einer Spannung von U<\/span>F<\/span><\/span> versorgt werden – ist der optimale Satz von Parametern, der als Arbeitspunkt bezeichnet wird. Der optimale Arbeitspunkt f\u00fcr eine Diode ist ein Punkt, an dem <\/span>die Spannung<\/span> und der Strom Werte haben, die sicherstellen, dass die Diode funktioniert (wir wollen, dass sie so hell wie m\u00f6glich leuchtet), die aber auch sicher f\u00fcr die Diode sind (sie verk\u00fcrzen nicht die Lebensdauer der Diode). Die Kennlinien zeigen, dass <\/span>die Versorgung<\/span> der Diode mit einer Spannung von U<\/span>F<\/span><\/span> zwar zum Leuchten f\u00fchrt, aber auch zu einem schnellen Anstieg des Stroms, der beim optimalen I<\/span>F<\/span><\/span>-Wert gestoppt werden sollte.<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Denken Sie daran: Wenn Sie die LED mit einer Spannung versorgen, die dem Wert der Durchlassspannung der Diode entspricht, steigt der durch die Diode flie\u00dfende Strom schnell an und besch\u00e4digt sie. <\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

<\/span><\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

Auf diese Weise lernten wir das LED-Symbol auf dem Schaltplan kennen. <\/span><\/p>\n



<\/b><\/p>\n<\/p>\n

Es hat die Form eines Diodensymbols mit zus\u00e4tzlich angebrachten Pfeilen, die auf Emission, in diesem Fall Lichtemission, hinweisen. “A” steht f\u00fcr die positiv gepolte Elektrode namens Anode, “K” f\u00fcr die negativ gepolte Elektrode namens Kathode. <\/span><\/p>\n

Um den I<\/span>F<\/span><\/span>-Strom auf ein sicheres Niveau zu begrenzen, ist es notwendig, eine Strombegrenzung in den Stromkreis einzuf\u00fchren – verwenden Sie einen<\/span> Strombegrenzungswiderstand<\/span> mit dem Widerstand R, den Sie in Reihe mit der Diode schalten, wie in der Abbildung unten gezeigt.<\/span><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Analysieren wir die obige Schaltung. Unser Ziel ist es, einen solchen Widerstandswert zu bestimmen, dass der I <\/span>F<\/span><\/span>-Strom der optimale Wert f\u00fcr die zu versorgende LED ist.<\/span><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Kirchhoffs zweites Gesetz: In einem geschlossenen Stromkreis ist die Summe der Spannungsabf\u00e4lle an den Widerst\u00e4nden im Stromkreis gleich der Summe der elektromotorischen Kr\u00e4fte im Stromkreis.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Die elektromotorische Kraft in unserer Schaltung ist die<\/span> Versorgungs<\/span>spannung U<\/span>Z<\/span><\/span>. Nach dem zweiten Kirchhoffschen Gesetz k\u00f6nnen wir schreiben: <\/span><\/p>\n

U<\/span>Z<\/span><\/span> = U<\/span>R<\/span><\/span> + U<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Das Ohmsche Gesetz besagt, dass zwischen dem Strom, der durch einen Leiter flie\u00dft, und der Spannung, die zwischen den Enden dieses Leiters herrscht, ein proportionales Verh\u00e4ltnis besteht.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Basierend auf dem Ohmschen Gesetz:<\/span><\/p>\n

U<\/span>R<\/span><\/span> = I<\/span>F<\/span><\/span> \u00d7 R<\/span><\/p>\n

Nach der Umwandlung ist der Widerstand R also gleich:<\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>R<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Transformiert man die aus dem zweiten Kirchhoff’schen Gesetz gewonnene Spannungsbilanz, so erh\u00e4lt man:<\/span><\/p>\n

U<\/span>R<\/span><\/span> = U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n

Die Formel f\u00fcr den Widerstand eines Widerstands, der den Diodenstrom auf einen sicheren I<\/span>F<\/span><\/span>-Wert begrenzt, lautet also wie folgt:<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Werfen wir einen Blick auf den LED-Parameter-Katalog. <\/span><\/p>\n

<\/span><\/span><\/p>\n

Basierend auf der Tabelle:<\/span><\/p>\n

“Forward Current” – der Vorw\u00e4rtsstrom ist I<\/span>F<\/span><\/span>= 30[mA]<\/span> <\/p>\n

\u201eForward Voltage\u201d –<\/span> die Vorw\u00e4rtsspannung<\/span> betr\u00e4gt U<\/span>F<\/span><\/span>= 2,0 [V] (ein typischer Wert ist gew\u00e4hlt)<\/span><\/p>\n

Unter Ber\u00fccksichtigung der Bedingung U<\/span>Z<\/span><\/span> >U<\/span>F<\/span><\/span>, nehmen wir an, dass die<\/span> Versorgungs<\/span>spannung U<\/span>Z<\/span><\/span> = 3 [V] (z. B. zwei zusammengeschaltete 1,5 [V] AA-Batterien). Wenn wir die Zahlenwerte in unsere Widerstandsformel einsetzen, erhalten wir: <\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

3[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

30[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Denken Sie daran, die Werte auf eine gemeinsame Gr\u00f6\u00dfenordnung zu bringen:<\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

3[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

0,030[A]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

3[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

33,3333[\u2126]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

30[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Um eine Diode mit den im angegebenen Datenblatt angegebenen Parametern optimal anzusteuern, ist es daher erforderlich, sie mit einem<\/span> Widerstand<\/span> in Reihe zu schalten mit einem Wert von 33 [\u03a9] und liefern eine Spannung von 3 [V]. Es ist jedoch wichtig, daran zu denken, dass die Widerstandswerte der verf\u00fcgbaren Widerst\u00e4nde von den Typen abgeleitet sind, d. h. wir werden nicht immer einen Widerstand mit dem Widerstand kaufen k\u00f6nnen, den wir aus unseren Berechnungen erhalten. Was also tun? Am sichersten ist es, den Widerstandswert zum Beispiel auf den n\u00e4chsten in der Reihe zu erh\u00f6hen. <\/span><\/p>\n

Wir haben Widerst\u00e4nde der Serie E12 im Angebot:<\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n

Hauptserien<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

E6<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

E12<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

E24<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

\u00b1 20%<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u00b1 10%<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u00b1 5%<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

1,0<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

1,0<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

1,0<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

1,1<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

1,2<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

1,2<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

1,3<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

1,5<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

1,5<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

1,5<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

1,6<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

1,8<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

1,8<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

2,0<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

2,2<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2,2<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2,2<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

2,4<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

2,7<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2,7<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

3,0<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

3,3<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

3,3<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

3,3<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

3,6<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

3,9<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

3,9<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

4,3<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

4,7<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

4,7<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

4,7<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

5,1<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

5,6<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

5,6<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

6,2<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

6,8<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

6,8<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

6,8<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

7,5<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

8,2<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

8,2<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n\n

9,1<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Wir versorgen unsere Katalog-Diode mit einer 9,5 [V]-Stromversorgung.<\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

9,5[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

250[\u2126]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

30[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Die Tabelle zeigt, dass wir zwei Werte zur Verf\u00fcgung haben: 220[\u03a9] oder 270[\u03a9]. Finden wir heraus, welche Str\u00f6me bei diesen Widerstandswerten flie\u00dfen, indem wir die uns bekannte Formel verwenden: <\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

also<\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

9,5[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

0,034[A]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

34[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

220[\u2126]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

9,5[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

0,0277[A]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

27,7[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

270[\u2126]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Die Berechnungen zeigen, dass bei einem<\/span> Widerstandswert<\/span> von 220 [\u03a9] der Diodenstrom auf<\/span><\/p>\n

I<\/span>F<\/span><\/span>= 34[mA] eingestellt wird, wodurch der Nennstrom um mehr als 10 % \u00fcberschritten wird.<\/span> <\/p>\n

Im zweiten Fall, mit einem<\/span> Widerstandswert<\/span> von 270 [\u03a9], stellen wir den Diodenstrom auf<\/span><\/p>\n

I<\/span>F<\/span><\/span> = 27,7[mA] ein, was knapp unter dem Katalogwert liegt. Es ist ratsam, einen Widerstand mit einem h\u00f6heren Wert zu verwenden, denn im ersten Fall leuchtet unsere Diode zwar heller, aber wir verk\u00fcrzen ihre Lebensdauer.<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Denken Sie an den Parameter des Widerstandes f\u00fcr die maximale Verlustleistung!<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Sie bestimmen die Leistung des Widerstands anhand der folgenden Gleichung:<\/span><\/p>\n

P = U \u00d7 I<\/span><\/p>\n

Dabei ist P die in Watt [W] ausgedr\u00fcckte Leistung. F\u00fcr den von uns gew\u00e4hlten Widerstand (33 [\u03a9]) gilt also: <\/span><\/p>\n

P = U<\/span>R<\/span><\/span> \u00d7 I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n

P = 1[V] \u00d7 0,03[A] = 0,03[W] = 30[mW]<\/span><\/p>\n

Die Berechnungen zeigen, dass wir einen Widerstand von mindestens 30[mW] ben\u00f6tigen.<\/span><\/p>\n

W\u00e4hlen Sie den richtigen Widerstand – LED<\/h2>\n

Oben haben wir die Berechnungen auf der Grundlage der Katalogdaten des LED-Herstellers durchgef\u00fchrt. Was ist, wenn wir diese Daten nicht haben? LEDs werden in zwei grundlegende Gruppen unterteilt: LEDs mit geringer Leistung (von etwa 30 bis 150[mW]) und Hochleistungs-LEDs, die mehrere zehn Watt erreichen und gemeinhin als “Power-LEDs” bezeichnet werden. LEDs werden mit einer Gleichspannung von einigen Volt betrieben. Der Wert dieser Spannung h\u00e4ngt von der Energie der emittierten Photonen (“Teilchen” der Lichtwelle) ab, d. h. von der Farbe des emittierten Lichts. Je h\u00f6her diese Energie ist, desto h\u00f6her <\/span> ist auch die<\/span> Versorgungsspannung. Ungef\u00e4hre Spannungswerte in Abh\u00e4ngigkeit von der Farbe der Diode sind nachstehend aufgef\u00fchrt. <\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
<\/td>\n <\/td>\n\n

IR<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Infrarot<\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>F<\/span><\/span> = 0,8 \u2013 1,6 [V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n <\/td>\n\n

RED<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Rot<\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>F<\/span><\/span> = 1,7 \u2013 2,2 [V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n <\/td>\n\n

ORANGE<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Orange<\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>F<\/span><\/span> = 1,8 \u2013 2,3 [V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n <\/td>\n\n

YELLOW<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Gelb<\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>F<\/span><\/span> = 1,9 \u2013 2,5 [V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n <\/td>\n\n

GREEN<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Gr\u00fcn<\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,0 \u2013 2,7 [V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n <\/td>\n\n

BLUE<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Blau<\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>F<\/span><\/span> = 3,0 \u2013 3,8 [V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n <\/td>\n\n

UV<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Ultraviolett<\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>F<\/span><\/span> = 3,0 \u2013 3,8 [V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n <\/td>\n\n

WHITE<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Wei\u00df<\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,8 \u2013 4 [V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Die typische Durchlassspannung von Low-Power-Dioden liegt im Bereich U<\/span>F<\/span><\/span>= 0,8 – 4,2 [V], ein sicherer I<\/span>F<\/span><\/span>-Stromwert von etwa 20[mA]<\/span> <\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Wie w\u00e4hle ich die Stromversorgung f\u00fcr mehrere LEDs? Welcher Widerstand f\u00fcr eine LED? <\/span><\/h2>\n

Parall<\/span>el<\/span>schaltung<\/span><\/h3>\n

Eine M\u00f6glichkeit, mehrere LEDs mit einem gemeinsamen<\/span> Stromversorger<\/span> von mehreren LEDs aus einer gemeinsamen Stromversorgung besteht darin, sie parallel zu schalten. In den Pfad jeder Diode wird ein Widerstand in Reihe mit der Diode geschaltet <\/span>dessen Widerstand<\/span> wir bestimmen m\u00fcssen<\/span>. Die Auswahl eines Widerstands f\u00fcr eine Diode<\/b><\/span> ist daher ein wichtiger Schritt, der mit Sorgfalt durchgef\u00fchrt werden sollte.
<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

<\/span><\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

Berechnung des Widerstandes f\u00fcr eine Diode – Methoden<\/h2>\n

Wie berechne ich den Widerstand f\u00fcr eine Diode? Die Methode zur Berechnung des Widerstandswerts ist dieselbe wie in dem zuvor beschriebenen Beispiel f\u00fcr eine Schaltung mit einer Diode. Wir betrachten jede Diode separat. Wenn die Dioden D <\/span>1<\/span><\/span>, D<\/span>2<\/span><\/span> und D<\/span>3<\/span><\/span> vom gleichen Typ sind, k\u00f6nnen wir eine Berechnung anhand der Formel durchf\u00fchren:<\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Vorteile der Parallelschaltung:<\/span><\/p>\n

+ niedrige Versorgungsspannung (denken Sie an die Bedingung U<\/span>Z<\/span><\/span> >U<\/span>F<\/span><\/span>),<\/span><\/p>\n

+ Der Ausfall einer Diode hat keinen Einfluss auf den Betrieb der anderen Dioden,<\/span><\/p>\n

+ die M\u00f6glichkeit, Dioden mit unterschiedlichen Leitspannungen zu kombinieren (w\u00e4hlen Sie f\u00fcr jede <\/span><\/p>\n

einen geeigneten Widerstand,<\/span><\/p>\n

+ geringes Risiko der \u00dcberschreitung des I<\/span>F<\/span><\/span>-Stroms, wenn die tats\u00e4chliche Spannung<\/span> <\/p>\n

Die Leitf\u00e4higkeit der U<\/span>F<\/span><\/span>-Diode wird sich als geringer erweisen als in den Berechnungen angenommen.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Nachteile der Parallelschaltung:<\/span><\/p>\n

– erzwingt einen h\u00f6heren Strom aus der Stromquelle (Summe der I<\/span>F<\/span><\/span>-Str\u00f6me der einzelnen Dioden),<\/span><\/p>\n

– der Bedarf an mehreren Widerst\u00e4nden (ein separater<\/span> Widerstand<\/span> f\u00fcr jede Diode).<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Denken Sie daran: Wenn die zu versorgenden Dioden unterschiedliche Lichtfarben haben, k\u00f6nnen ihre Leitspannungen so unterschiedlich sein, dass f\u00fcr jede Diode ein anderer Widerstandswert erforderlich ist. <\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Parallelschaltung – ein klassischer Fehler<\/span><\/h3>\n

Ein sehr h\u00e4ufig gemachter Fehler bei Dioden-Stromversorgungssystemen in Parallelschaltung ist die Verwendung eines einzigen gemeinsamen Strombegrenzungswiderstandes.<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

<\/span><\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Die Versorgung<\/span> mehrerer parallel geschalteter Dioden \u00fcber einen einzigen<\/span> Begrenzungswiderstand<\/span> gew\u00e4hrleistet keine ordnungsgem\u00e4\u00dfe und diodensichere Stromverteilung.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Bestimmen wir den Widerstandswert des Widerstands R f\u00fcr eine solche Schaltung.<\/span><\/p>\n

Dazu verwenden wir wieder die Diodenparameter aus dem Datenblatt, d.h. Leitungsstrom I<\/span>F<\/span><\/span>= 30[mA] ,<\/span> Leitungsspannung<\/span> U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,0 [V]. Wir nehmen an, dass die Dioden D <\/span>1<\/span><\/span>, D<\/span>2<\/span><\/span> und D<\/span>3<\/span><\/span> sind identisch. Unser <\/span>Widerstand<\/span> muss also den Strom aus der Stromquelle auf den Wert der Summe der Str\u00f6me I<\/span>F1<\/span><\/span>+ I<\/span>F2<\/span><\/span>+ I<\/span>F3<\/span><\/span>= I<\/span>R<\/span><\/span>. Dies ergibt sich aus dem ersten Kirchhoff’schen Gesetz. <\/span><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Das zweite Kirchhoffsche Gesetz besagt, dass die algebraische Summe der ein- und ausgehenden Stromst\u00e4rken f\u00fcr einen Knoten in einem Stromkreis gleich Null ist. <\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

In unserem Fall hat das zweite Kirchhoff’sche Gesetz die Form:<\/span><\/p>\n

I<\/span>R<\/span><\/span> – I<\/span>F1<\/span><\/span> + I<\/span>F2<\/span><\/span> + I<\/span>F3 <\/span><\/span>= 0<\/span><\/p>\n

Der Knoten erh\u00e4lt einen I<\/span>R<\/span><\/span>-Strom, der sich in drei Str\u00f6me aufteilt: I<\/span>F1<\/span><\/span>, I<\/span>F2<\/span><\/span> und I<\/span>F3<\/span><\/span>.. Kehren wir zu unserem Widerstand R zur\u00fcck. <\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

3[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

30[mA] + 30[mA] + 30[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

1[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

90[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

1[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

0,090[A]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248 <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

11[\u2126]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Analysieren wir nun, was in unserem Stromkreis passiert, wenn eine der Dioden ausf\u00e4llt und den Stromkreis unterbricht. Von den drei Str\u00f6men I <\/span>F1<\/span><\/span>+ I<\/span>F2<\/span><\/span>+ I<\/span>F3<\/span><\/span> werden zwei flie\u00dfen, der<\/span> Widerstand<\/span> wurde so gew\u00e4hlt, dass er den Strom im Stromkreis auf 90[mA] begrenzt, was bedeutet, dass sich die Summe der Intensit\u00e4ten der drei Str\u00f6me (90[mA] ) in zwei Str\u00f6me von 45[mA] aufteilt. So flie\u00dft durch Dioden mit I<\/span>F<\/span><\/span>= 30[mA] ein um 50% h\u00f6herer Strom von 45[mA] ! Eine solche Situation k\u00f6nnte zu einer Besch\u00e4digung der beiden anderen Dioden f\u00fchren.<\/span><\/p>\n

Reihenschaltung<\/span><\/h3>\n

Die zweite M\u00f6glichkeit, die Dioden mit Strom zu versorgen, ist die Reihenschaltung. Wir schalten die Dioden mit einem strombegrenzenden Widerstand hintereinander in Reihe. <\/span>Wie w\u00e4hlt man einen Widerstand<\/span> in einer solchen Schaltung aus?<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

<\/span><\/span><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

In einer Reihenschaltung flie\u00dft ein einziger Strom mit der gleichen Stromst\u00e4rke durch alle Elemente.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Nach diesem Prinzip flie\u00dft der Strom I<\/span>R<\/span><\/span>, dessen Wert sich aus dem Widerstand R und dem Wert der Versorgungsspannung U<\/span>Z<\/span><\/span> ergibt, durch die Dioden, weshalb der<\/span> Widerstand<\/span> so gew\u00e4hlt werden sollte, dass I<\/span>R<\/span><\/span>=I<\/span>F<\/span><\/span> ist.<\/span><\/p>\n

Nach dem zweiten Kichhoff’schen Gesetz schreiben wir auf:<\/span><\/p>\n

U<\/span>Z<\/span><\/span> = U<\/span>R<\/span><\/span> + U<\/span>F1<\/span><\/span> + U<\/span>F2<\/span><\/span> + U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Das Ohmsche Gesetz besagt, dass zwischen dem Strom, der durch einen Leiter flie\u00dft, und der Spannung, die zwischen den Enden dieses Leiters herrscht, ein proportionales Verh\u00e4ltnis besteht.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Basierend auf dem Ohmschen Gesetz:<\/span><\/p>\n

U<\/span>R<\/span><\/span> = I<\/span>F<\/span><\/span> \u00d7 R<\/span><\/p>\n

Nach der Umwandlung ist der Widerstand R also gleich:<\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>R<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Transformiert man die aus dem zweiten Kirchhoff’schen Gesetz gewonnene Spannungsbilanz, so erh\u00e4lt man:<\/span><\/p>\n

U<\/span>R<\/span><\/span> = U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F1<\/span><\/span> – U<\/span>F2<\/span><\/span> – U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

Die Formel f\u00fcr den Widerstand eines Widerstands, der den Diodenstrom auf einen sicheren I<\/span>F<\/span><\/span>-Wert begrenzt, lautet also wie folgt:<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F1<\/span><\/span> – U<\/span>F2<\/span><\/span> – U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Wenden wir die obige Formel praktisch an. Angenommen, wir haben 3 gr\u00fcne Dioden mit der Spannung U <\/span>F<\/span><\/span> im Bereich von 2,0 bis 2,7 [V] und dem Durchlassstrom I<\/span>F<\/span><\/span> f\u00fcr Dioden mit geringer Leistung in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von 20 [mA]. Zuerst, <\/span>Versorgungsspannung<\/span> Wir erinnern uns an die Bedingung U <\/span>Z<\/span><\/span> .>U<\/span>F<\/span><\/span>, die in unserem Fall die folgende Form hat:<\/span><\/p>\n

U<\/span>Z<\/span><\/span>> U<\/span>F1<\/span><\/span> + U<\/span>F2<\/span><\/span> + U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p>\n

Da wir den Spannungswert oder die Durchlassf\u00e4higkeit der Dioden nicht genau kennen, sondern nur ihren Bereich, sollten wir von der schlechteren Variante ausgehen, d. h. vom Maximalwert: 2,7 [V]. Also: <\/span><\/p>\n

U<\/span>Z<\/span><\/span>> 2,7[V] + 2,7[V] + 2,7[V]<\/span> <\/p>\n

U<\/span>Z<\/span><\/span>> 8,1[V]<\/span><\/p>\n

Es muss also eine Stromquelle mit mehr als 8,1 [V] verwendet werden. Gehen wir von 9 [V] aus. <\/span><\/p>\n

Wir berechnen den Widerstand des Widerstands. Es m\u00fcssen nun zwei F\u00e4lle betrachtet werden. Berechnung des Widerstandes f\u00fcr eine Spannung U <\/span>F<\/span><\/span> = 2[V] und f\u00fcr U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,7[V]<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2,7[V]<\/span><\/span> = <\/span> <\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

9[V] \u2013 2,7[V] \u2013 2,7[V] \u2013 2,7[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

20[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2,7[V]<\/span><\/span> = <\/span> <\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

0,9[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

20[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2,7[V]<\/span><\/span> = <\/span> <\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

0,9[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

0,020[A]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2,7[V]<\/span><\/span> = <\/span> <\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

45[\u2126]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Schauen wir uns die Tabelle der Widerst\u00e4nde der Serie E12 an – der n\u00e4chste verf\u00fcgbare Widerstand ist 47 [\u03a9], also nehmen wir R<\/span>2.7[V]<\/span><\/span>= 47 [\u03a9] an.<\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2[V]<\/span><\/span> = <\/span> <\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

9[V] \u2013 2[V] \u2013 2[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

20[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2[V]<\/span><\/span> = <\/span> <\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

3[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

20[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2[V]<\/span><\/span> = <\/span> <\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

3[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

0,020[A]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

2[V]<\/span><\/span> = <\/span> <\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

150[\u2126]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Schauen wir uns die Tabelle der E12-Widerstandsreihe an – dieses Mal haben wir die Reihe perfekt getroffen, also R<\/span>2[V]<\/span><\/span> = 150 [\u03a9]. Wir haben zwei Widerst\u00e4nde ausgew\u00e4hlt. Mal sehen, was in der Schaltung passieren w\u00fcrde, wenn wir einen Widerstand verwenden w\u00fcrden, der f\u00fcr eine Spannung von 2,7 [V] berechnet wurde, w\u00e4hrend sich in Wirklichkeit herausstellen w\u00fcrde, dass U <\/span>F<\/span><\/span> der Dioden jedoch m2 [V] betr\u00e4gt? Lassen Sie uns berechnen, welcher Strom flie\u00dfen wird. <\/span><\/p>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

I<\/span>F2[V]<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F1<\/span><\/span> – U<\/span>F2<\/span><\/span> – U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

R<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n
\n

I<\/span>F2[V]<\/span><\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

= <\/span><\/p>\n<\/td>\n

 <\/td>\n\n

9[V] \u2013 2[V] \u2013 2[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

0,064[A]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u2248<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

64[mA]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n\n

47[\u2126]<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Flie\u00dft der Strom <\/span>IF2 [V]<\/span><\/span> = 64[mA] ! Dies ist mehr als das Dreifache des angenommenen Leitungsstroms der Diode. Die Dioden w\u00fcrden mit Sicherheit besch\u00e4digt werden.<\/span><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Denken Sie daran: Wenn Sie einen <\/span>Begrenzungswiderstand<\/span> ausw\u00e4hlen, ohne die Durchlassspannung der Diode zu kennen, nehmen Sie immer den Mindestwert des Durchlassspannungsbereichs an.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

Wenn Sie den Betrieb von Dioden sowohl in Reihe als auch parallel optimieren wollen, bauen Sie eine Testschaltung mit einem Begrenzungswiderstand auf, der f\u00fcr den Mindestwert der Durchlassspannung U<\/span>F<\/span><\/span> ausgew\u00e4hlt wird, messen Sie den Spannungsabfall \u00fcber der Diode mit einem Voltmeter, ermitteln Sie den tats\u00e4chlichen Spannungswert der verwendeten U<\/span>F<\/span><\/span>-Diode und berechnen Sie den Widerstand neu.<\/span><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Vorteile einer Reihenschaltung:<\/span><\/p>\n

+ ein Begrenzungswiderstand,<\/span><\/p>\n

+ geringe Stromkapazit\u00e4t der Stromquelle,<\/span><\/p>\n

+ M\u00f6glichkeit der Kombination von Dioden mit unterschiedlichen Leitspannungen.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

<\/b><\/p>\n

\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

Nachteile einer Reihenschaltung:<\/span><\/p>\n

– erzwingt die Verwendung von Stromquellen mit viel h\u00f6heren Spannungen als die Verbindung <\/span><\/p>\n

parallel (Summe der U<\/span>F<\/span><\/span>-Spannungsabf\u00e4lle an den einzelnen Dioden),<\/span><\/p>\n

– hohes Risiko der \u00dcberschreitung des I<\/span>F<\/span><\/span>-Stroms, wenn die tats\u00e4chliche<\/span> Durchlassspannung<\/span> <\/span><\/p>\n

der Diode U<\/span>F<\/span><\/span> niedriger ist als bei der Berechnung angenommen.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Sie wissen bereits, wie wichtig eine angemessene<\/span> Stromversorgung<\/span> ist und welche Rolle der<\/span> Widerstand<\/span> in LED-Stromversorgungsschaltungen spielt, wie man ihn ausw\u00e4hlt und welche Stromversorgungsschaltungen zu verwenden sind, sowie deren Vor- und Nachteile. Es ist an der Zeit, dass Sie Ihr theoretisches Wissen in die Praxis umsetzen. An die Arbeit!<\/span><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Auswahl eines Widerstands f\u00fcr eine Diode – FAQ<\/h2>\n\n
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