LED Vorwiderstand brennt durch

[Kennygl]

Hallo Forum

Ich habe mal eine technische Frage und hoffe mir kann jemand den Grund schreiben.

Ich nutze einzelne selbst gelötete LEDs mit Vorwiederständen von 24V auf die jeweilige benötigte LED Spannung. Diese werden mit einem KNX Aktor geschalten.
Die Kabel zu diesen liegen neben stromführenden Kabeln was zu einem gewissen minimalen Dauerleuchten führt was nicht weiter relevant ist.

Das eigentliche Problem ist das sich beim anschalten der Vorwiederstand verabschieded wenn diese am Ende des Kabels angeschlossen sind, wenn ich die LED direkt an den Schaltausgang des Aktors halte klappt alles ohne Pobleme.
Wenn ich das Kabelende Messe liegen 24V wie benötigt an.

Meine Überlegung ist jetzt ob ich das Problem mit einem LED Grundlastelement weg bekomme oder es an was anderem leigt woran ich gerade nicht Denke.
Danke.

[rosebud]

Die Brennspannung einer einzelnen LED beträgt m.W. um die 3 V. Per Serienwiederstand die unbenutzten 21 V zu verbraten ist energetisch mehr als fraglich, deshalb schaltet man möglichst viele LED in Reihe.
Präsentiern Sie hier mal eine kleine Strichzeichnung von der Schaltung und eine Berechnung des Wiederstandes.

[FrankMaier]

Widerstand, nicht Wiederstand.
Brennspannung gibt es auch nicht, bei einer LED brennt ja nichts. Es heißt Vorwärtsspannung/Durchlassspannung/Flussspannung.

Aber ja, ein Schaltplan mit der Berechnung des Vorwiderstandes wäre hilfreich.

[knxPaul]

Die Kabel zu diesen liegen neben stromführenden Kabeln was zu einem gewissen minimalen Dauerleuchten führt was nicht weiter relevant ist.

Das halte ich für sehr relevant. Der Vorhang nennt sich Induktion. Die unten genannte Messung ergibt 24 V Gleichspannung; der Vorwiderstand wird aber offensichtlich zusätzlich mit der induzierten Wechselspannung "belastet", also true-rms messen oder zumindest zusätzlich im AC Bereich.
Die sichere Lösung besteht in einer räumlichen Trennung der Leitungen. Der Schaltaktor muss ein eigener Aktor sein, der keine 230 V schaltet.

[Kennygl]

Schaltplan.png
Habe den Vorwiderstand einfach berechnet mit dem Ohmschen Gesetz=Differenzspannung von 21V durch den Strom der LED von 20mA = 1050 Ohm und dann nächst größeren Widerstand von 1,1kOhm

Zitat von Kennygl Beitrag anzeigen
Die Kabel zu diesen liegen neben stromführenden Kabeln was zu einem gewissen minimalen Dauerleuchten führt was nicht weiter relevant ist.



Das halte ich für sehr relevant.

Das Relevant war nicht auf die Induktion bezogen sondern auf das leuchten der LED.

Wenn ich den AC bei angelegter DC von 24V messe zeigt mir das Messgerät 0,2V an.
Ohne angelegte DC Spannung wird ein AC von 8,5V angezeigt.

Die sichere Lösung besteht in einer räumlichen Trennung der Leitungen

Ist leider nicht möglich da die Kabel die gleichen Kabelkanäle verwenden.

Der Schaltaktor muss ein eigener Aktor sein, der keine 230 V schaltet.

Der Schaltaktor ist nur für 24V und schaltet keine 24V.

[FrankMaier]

Bei 24V fließt somit eine elektrische Stromstärke von 0,02A. Die elektrische Leistung beträgt somit P=U*I=24V*0,02A=0,48W. Von diesen 0,48W werden von der LED P=U*I=3V*0,02A=0,06W umgesetzt, vom Widerstand P=21V*0,02A=0,42W. (Welche Bauform hat dein Widerstand überhaupt?)
Deine Verschaltung der LED erreicht somit eine Effizienz von 12,5%. Nur 30% der elektrischen Energie wird bei einer LED in Licht umgewandelt, somit hast du am Ende einen Wirkungsgrad von sagenhaften 4%.
Jede Halogen-Glühbirne mit ihren 10% Wirkungsgrad ist dagegen ein Effizienzwunder.

Schalte viel mehr LEDs in Reihe, sodass du in Summe nahe den 24V kommst. Bspw. 7 LEDs in Reihe ergeben eine Spannung von 21V. Die restlichen 3V nimmst du für den Vorwiderstand mit R=U/I=150 Ohm. Somit hast du nur noch 0,06W am Widerstand verbraten, anstelle von den 0,42W aktuell.

[knxPaul]

Ein notwendiger Punkt der Berechnungen fehlt noch: Der Widerstand kann nur eine maximale Leistung "verkraften":
(21 + 8,5) V * 20 mA = fast 0,6 W --> ein kleiner 0,25 W Widerstand wird das nicht auf Dauer aushalten.

[BadSmiley]

ein kleiner 0,25 W Widerstand wird das nicht auf Dauer aushalten.

Das wird dann diese Brennspannung sein, oder?

[Kennygl]

Frank
Ich habe an verschiedenen Stellen im Haus eine Nachtbeleuchtung eingeplant die über Präsenzmelder ein und ausgeschaltet wird.
Die LEDs sind nahezu unsichtbar und daher macht es auch keinen Sinn eine Lichterkette überall hin zu hängen.
Aufgrund der aktiven Zeit von durchschnittlich maximal 10 min pro Nacht ist die Effizienz in diesem Fall nicht relevant für mich.

24V verwende ich da ich das sowieso für meine LED Spots sowie KNX Zusatzversorgung benötige.

Ein notwendiger Punkt der Berechnungen fehlt noch: Der Widerstand kann nur eine maximale Leistung "verkraften":
(21 + 8,5) V * 20 mA = fast 0,6 W --> ein kleiner 0,25 W Widerstand wird das nicht auf Dauer aushalten.

Verwende Metallschichtwiderstände mit 0,6W Nennlast.


Wenn ich davon ausgehe das 21+8,5V anliegen und sich das dadurch zusammen addiert müsste ich ja einen 1,5kOhm Widerstand verwenden oder wirkt in diesem Fall die Induktionsspannung anders?

[FrankMaier]

Also betreibst du deine Widerstände am Limit. Wenn du dann die Wärme nicht gut abführst, brennen sie eben durch.

Wenn du das nur als Nachtlicht nimmst, warum nimmst du dann überhaupt 24V und nimmst nicht einfach 12V oder gar einfach 5V?
Deine Leitung, bei 10m, hat einen Widerstand von 0,1 Ohm. Bei 10mA ergibt das einen Spannungsabfall von 1mV, also nichts. Bei 5V hast du einen Verbrauch von 50mW, anstatt 600mW!

[Kennygl]

Die 24V habe ich genommen weil ich das sowieso schon im Verteilerschrank habe für 24V Spots und KNX Zusatzspannung wie schon geschrieben und dadurch weniger Separierungsaufwand und Kabel.

12V bzw 5V wäre sicher eine Optimierung um die Wiederstände nicht am Limit zu betreiben, aber ich habe ja trozdem noch das Problem der Induktion und müsste die Widerstände ja dann mit z.B. 5V + 8,5V berechnen oder?

[gbglace]

Ich habe an verschiedenen Stellen im Haus eine Nachtbeleuchtung eingeplant die über Präsenzmelder ein und ausgeschaltet wird.

Um sowas zu realisieren, teilt man sein Grundlicht einfach in ein/zwei /drei Lichtgruppen auf und eine davon betreibt man in der Nacht dann gedimmt und fängt nicht an ohne jedwede Kenntnisse der Technik sich was zusammenzulöten.

aber ich habe ja trozdem noch das Problem der Induktion

Man nimmt erst recht nicht den gleichen Aktor oder gar noch die gleiche Leitung wie bei den Steckdosen in der Nähe und im Verteiler hat SELV auch nichts in der Nähe von 230V zu suchen, was soll da also in die Leitungen einkoppeln ob nun induktiv oder kapazitiv?

[woda]

Ich würde einen kleinen DC/DC Konverter mit passendem Vorwiderstand vor die LED hängen z.B. von 24V auf 3.3V oder 5V. Für diese winzige Leistung gibt es sehr kleine und günstige Konverter.

[Kennygl]

Man nimmt erst recht nicht den gleichen Aktor oder gar noch die gleiche Leitung wie bei den Steckdosen in der Nähe und im Verteiler hat SELV auch nichts in der Nähe von 230V zu suchen, was soll da also in die Leitungen einkoppeln ob nun induktiv oder kapazitiv?

1. 24V hat separate Aktoren, 2. es sind separate Leitungen, die gehen nur durchs gleiche Leerrohr bzw auf dem gleichen Kabelträger im Keller, 3. SELV ist im Verteiler räumlich getrennt
Und der Weg im Leerrohr und Kabelträger führen wohl zu der Einkopplung.
Gibts von dir auch was produktives beizutragen?

[FrankMaier]

Deine Ausgangssituation war der durchgebrannte Vorwiderstand:
Sinnvolle Lösung: Versorgungsspannung reduzieren auf 5V.
Nicht so sinnvoll aber funktioniert auch: 24V, 0,6W Glühlampe anstelle von LED verwenden, Widerstand in größerer Bauform wählen oder zwei 2kOhm parallel schalten, damit nur die halbe Leistung pro Widerstand anfallen.

Nebensächlich war das Leuchten auch ohne Last. Die 8,5V AC haben keine nennenswerte Leistung. Teste es doch einfach aus, ob noch etwas nachleuchtet, wenn du parallel zur LED noch ein 1kOhm Widerstand schaltest. (Deine LED entspräche einem 150 Ohm Widerstand, also sollte mit 1kOhm parallel die LED nicht merklich in der Leuchtkraft beeinflusst werden) Mit einer Glühlampe anstelle einer LED ist das Problem auch gelöst.

Edit:
So eine Micro Glühlampe beispielsweise:
https://www.elting.de/Micro-Gluehlam...en-25x65mm-24V