Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Energiefrage: PWM oder Vorwiderstand?


von Christian (dragony)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich bastel grad hobbymässig ein wenig mit LEDs rum und habe da eine 
Frage zur Energieeffizienz.

Wenn ich eine normale LED an 5V anschliessen will, brauche ich natürlich 
einen Vorwiderstand. Allerdings verheize ich damit ja wertvolle Energie.

Meine Idee ist jetzt, dass ich einfach die LED via PWM steuere. Die LEDs 
halten 5V ja prima aus, wenn man sie nur pulst. Allerdings muss ich da 
ja einen Transistor vorschalten, da ein AVR diese Leistung nicht bringt. 
Jetzt habe ich natürlich bei Transistoren auch eine Verlustleistung, die 
gerade beim Schalten zum Tragen kommt.

Meine Frage ist: Was ist effizienter? Vorwiderstand oder PWM? Oder gibt 
es eine noch elegantere Lösung?

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Christian S. schrieb:
> Vorwiderstand oder PWM?

Vorwiderstand wird bei einer 10mA-LED ökonomischer sein als 
PWM-Experimente mit Rundfunkstörungen und deren mühsamer Beseitigung.

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Christian S. schrieb:
> Meine Frage ist: Was ist effizienter? Vorwiderstand oder PWM? Oder gibt
> es eine noch elegantere Lösung?

um was für eine LED geht es überhaupt? LEDs halten eigentlich kaum 5V 
aus. Für Leistungs-LEDs ist eine Konstantstromquelle als Schaltregler 
oft das effizienteste.

von Christian (dragony)


Lesenswert?

Ich habe hier so 30 Stück rumliegen. Der genaue Typ ist unbekannt, ist 
aber Kategorie "Standardware". Ich möchte 5 parallel beschalten, macht 
also 100-150mA, je nach "Mut".

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Christian S. schrieb:
> Meine Frage ist: Was ist effizienter? Vorwiderstand oder PWM? Oder gibt
> es eine noch elegantere Lösung?

PWM ist ungelaublich effizient um eeine LED sofort zu zerstören.

Du brauchst zwangsweise einen Vorwiderstand um den MAXIMALSTROM 
begrenzen zu können (falls du keine Konstantstromquelle sondern nur eine 
konstante Spannung hast).

PWM kannst du dann verwenden, um ohne Widerstandsänderung eine geringere 
Helligkeit zu erreichen.

Es hat schon seinen Grund, warum in JEDER Anleitung zu LEDs 
https://www.mikrocontroller.net/articles/LED etwas von einem 
Vorwiderstand steht. Die sind doch nicht alle blöd und du der erste der 
auf eine absolute geniale Idee kommt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Christian S. schrieb:
> Wenn ich eine normale LED an 5V anschliessen will, brauche ich natürlich
> einen Vorwiderstand. Allerdings verheize ich damit ja wertvolle Energie.

Ach.

> Meine Idee ist jetzt, dass ich einfach die LED via PWM steuere.
> Die LEDs halten 5V ja prima aus, wenn man sie nur pulst.

Wie kommst du auf diese blöde Idee? Eine LED hält gepulst eine höheren 
Spitzenstrom aus. Aber einen Vorwiderstand - oder eine sonstige Strom- 
begrenzung - brauchst du natürlich trotzdem.

Daß es manchmal scheinbar doch geht, liegt einfach daran, daß das 
Schaltelement (Transistor oder MOSFET) selber auch nur einen begrenzten 
Strom durchläßt und so als Strombegrenzung fungiert. Zu mehr Effizienz 
verhilft dir das trotzdem nicht. Denn die Spannung die sonst am 
Vorwiderstand abfallen würde, fällt jetzt halt am Transistor ab.

> Meine Frage ist: Was ist effizienter? Vorwiderstand oder PWM?

Keins von beidem. Für die Effizienz ist ausschließlich das Verhältnis 
von LED-Flußspannung und Betriebsspannung entscheidend. Denn die 
Differenz muß am Vorwiderstand (oder der sonstigen Strombegrenzung) 
"vernichtet" werden.

> Oder gibt es eine noch elegantere Lösung?

Für Leistungs-LED verwendet man Konstantstromquellen die nach dem 
Prinzip eines Schaltreglers arbeiten. Die kann man dann sehr effizient 
auslegen. Für Funzeln, die bloß ein paar mA brauchen, lohnt das nicht.

von Praktiker (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

"Für Leistungs-LEDs ist eine Konstantstromquelle als Schaltregler
oft das effizienteste."

Rein für den elektrischen Betrieb stimmt das, der größte Anteil der 
Energie wird tatsächlich der LED zugeführt - und deren Wirkungsgrad für 
sich alleine ist ja unabhänig davon wie der Strom begrenzt wir.

Jetzt kommt es aber:
Eine geschaltete Konstanstromquelle kostet auch bei einer großen 
Bestellmenge direkt aus China immer mehr als ein einfacher Widerstand.
Da bedeutet das die bessere Kosteneffiziens auch bei Leistungs LEDs 
(LeistungsLEDs sind für mich alle die deutlich mehr als 20mA für ihren 
"Normalbetrieb" benötigen) durchaus bei einen einfachen Widerstand 
liegen kann.

Kann:
Bei Batteriebetrieb lohnt sich der Schaltregler natürlich trotzdem 
schnell.
Und wenn der benötigte Strom hoch ist und gleichzeitig eine hohe 
Spannungsdifferenz vorliegt (z.B. 48V System und eine 3W LED)wird auch 
bei Netzbetrieb der Schaltregler schnell seine Mehrkosten ausgeglichen 
haben.

Aber bei einen 5V Steckernetzteil und einer 1W LED wird der Widerstand 
rein Betriebskostenmässig immer im Vorteil sein.
Wer Wert auf wenig Verlustleistung legt (legen muss) wird in solchen 
Fällen rein von den Geldkosten her zuzahlen.

praktiker

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.