Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung wird warm


von SB (Gast)


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Hallo zusammen
Ich hätte da mal ne kleine Frage betreffenden Wärmeentwicklung bei 
meiner Schaltung.
Hier mal der Aufbau:
Netzteil: Steckernetzteil, 15 V, 1,66 A(GS25E15-P1J bei Reichelt)
49 x 3 LED mit 100 Ohm Widerstand.
LED: Betriebsspannung 4V, Betriebsstrom 20 mA,

Nun werden leider die Vorwiderstände sowie auch die LED ziemlich warm, 
heiss... Ebenso wird das Netzteil warm.

Meine Frage ist nun ob ich einen Fehler in der Wahl der Komponenten 
gemacht habe oder ob eine gewisse Hitzeentwicklung bei so einer 
Schaltung normal ist...
Am heissesten werden die Widerstände und bei diesen habe ich auch die 
grössten Bedenken das sie Schaden nehmen könnten...

Schon im voraus vielen Dank für eure Hilfe!!

von 11V (Gast)


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Über die Widerstände fallen 11 Volt ab?
Dann fließen 0,11 Ampere. Recht kräftig und blödsinnig bei diesen LED.

Aber wahrscheinlich ists anders. Schaltplan?

von Der Andere (Gast)


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Wo Energie verbraten wird entsteht Wärme.
Die Frage ist entsteht zuviel?

SB schrieb:
> Netzteil: Steckernetzteil, 15 V, 1,66 A(GS25E15-P1J bei Reichelt)
> 49 x 3 LED mit 100 Ohm Widerstand.
> LED: Betriebsspannung 4V, Betriebsstrom 20 mA,

Das passt nicht. 20mA würde bei 3V, die rechnerisch am Widerstand 
anfallen müssten 150Ohm sein.
Ausserdem kommen mir 4V Durchlassspannung für 20mA Leds (weiss) recht 
hoch vor.
Mess mal wieviel Strom wirklich durch eine Ledkette (3 in Reihe olus 
Vorwiderstand?) fliesst.
Wahrscheinlich sind die Vorwiderstände zu niedrig und deshalb der Strom 
zu hoch.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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SB schrieb:
> ziemlich warm, heiss..
Bedeutet in Zahlen?

> 15 V, 1,66 A(GS25E15-P1J bei Reichelt)
> 49 x 3 LED mit 100 Ohm Widerstand.
> LED: Betriebsspannung 4V, Betriebsstrom 20 mA
Hast du tatsächlich 12V über den 3 LEDs?
Und 15V am Netzteil?
Dann hast du einen Strom von 30mA. Ist der für deine LEDs noch in 
Ordnung?

49*30mA ergeben dann 1,5 A und damit ist das Netzteil bis zur "Oberkante 
Unterlippe" belastet und wird damit auch sicher gut warm...

Und dann drehen wir den Spieß mal um: wenn das Netzteil insgesamt 
15V*1,5A abgibt, dann ist das eine Leistung von 22 Watt. Wenn diese 22W 
recht dicht beisammen sind kann man damit löten. Kontrollfrage: wie heiß 
wird ein Lötkolben?

: Bearbeitet durch Moderator
von Jay (Gast)


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Was heißt
> ziemlich warm, heiss...
?

Egal, rechnen wir ein bisschen rum:

Die 100 Ohm sind schon theoretisch zu klein um bei 3 LED a 4 V auf 20 mA 
zu kommen: (15V - 3 * 4V)/0,02A = 150 Ohm. Ob die Spannungen sich über 
die LEDS symmetrisch aufteilen ist noch eine andere Sache.

Bleiben wir bei den 100 Ohm. Dass sind dann theoretisch (15V - 3 * 4V) / 
100 Ohm = 0,03A /Strang. Macht bei 49 Strängen und 15V insgesamt 22W 
Ausgangsleistung. Bei einem angeblichen typischen Wirkungsgrad von 87% 
des Netzteils entstehen im Netzteil theoretisch 2,9W Verlustleistung. 
Insgesamt ist das 25W Netzteil schon ziemlich auf Kante gestrickt.

In den LEDs werden bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 20%

3  4V  0,03A  49  0,8 = 14,1W

in Wärme umgesetzt. In den drei Vorwiderständen

3V * 0,03A * 3 = 0,27W

Also rund 2,9W + 14,1W + 0,27W = 17,3W Gesamtverlustleistung. Ja, das 
kann warm werden.

von Jay (Gast)


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Jay schrieb:
> 3  4V  0,03A  49  0,8 = 14,1W

-->

1
3 * 4V * 0,03A * 49 * 0,8 = 14,1W

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Schaltung wird warm
Glückwunsch, es ist eine Heizung!

;)

von SB (Gast)


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Ohoh ich bemerke das ich mich eindeutig zu wenig in die Materie 
eingelesen habe!!
Noch zur Info bei den LED handelt es sich um folgende von Reichelt: LED 
3-9500L WW

Was soll ich jetz mit dieser Schaltung machen, gibt es noch irgend eine 
Hoffnung diese zu Retten??

von Der Andere (Gast)


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SB schrieb:
> Was soll ich jetz mit dieser Schaltung machen, gibt es noch irgend eine
> Hoffnung diese zu Retten??

Liest du eigentlich auch was dan dir sagt?
Wie genau sieht die Schaltung aus? 3 Leds in Reihe und dann ein 
Vorwiderstand ebenfalls in Reihe?
Hast du mal gemessen welche Spannung über den 3 Leds abfällt und/oder 
welcher Strom durch einen Led-Vorwiderdstandsstrang fliesst?

Du musst schon ein bischen was tun dass man dir helfen kann!

von Peter II (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Wie genau sieht die Schaltung aus? 3 Leds in Reihe und dann ein
> Vorwiderstand ebenfalls in Reihe?

steht doch da:

49 x 3 LED mit 100 Ohm Widerstand.

von SB (Gast)


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Sorry ich habe die hälfte nur gedacht und nicht geschrieben...
Der Aufbau ist "+ --> Vorwiderstand --> LED --> LED --> LED --> -" x 49

Leider bin ich im Moment nicht Zuhause und kann es daher auch nicht 
ausmessen! Werde dies jedoch so bald als möglich machen und Posten!!

von DocMartin (Gast)


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Laut Datenblatt (bei Reichelt zu finden) liegt die Flußspannung dieser 
Dioden bei 2.8-4.0V (typ. 3.6V) bei If 20mA, zulässiger Dauerstrom ist 
35mA.

Wenn ich den typischen Wert nehme, komme ich auf 10.8V pro Tripel, also 
fallen 4.2V am 100Ohm Widerstand ab -> 42mA, wäre also schon über der 
Spec. Laut Diagramm ist allerdings auch die Flußspannung bei hohen 
Strömen höher, demzufolge wird es sich irgendwo bei 30..35mA einpendeln. 
Immer noch grenzwertig.

Wenn du Pech hast und supertolle Exemplare mit nur 2.8V erwischt hast - 
naja, ausrechnen kannst du das selber, ergibt auf jeden Fall 
Überlastung.

Die erste Abhilfe: Vorwiderstände deutlich erhöhen, 180 oder 220Ohm 
gemäß obiger Rechnung.

Ahoi, Martin

von Mike J. (linuxmint_user)


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Er kann doch einfach mal den Spannungsabfall über seine Vorwiderstände 
messen, so kann er sich doch ausrechnen wie viel Strom über die 
Widerstände wirklich rüber fließt.

Der Spannungsabfall an den LEDs lässt sich auch leicht messen.

Diese Drahtbeinchen-LEDs sind aber nicht gut kühlbar, wenn er Power 
haben will soll er LEDs kaufen die eine Kühlplatte haben auf der die 
Chips aufgeklebt sind, das lässt sich dann besser kühlen.

von Stefan F. (Gast)


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15V * 1,66A sind grob geschätzt etwa 25 Watt.

Damit kann man einen Lötkolben beheizen. Dass die Schaltung deutlich 
spürbare Wärme abstrahlt, ist daher absolut logisch.


> Am heissesten werden die Widerstände und bei diesen habe ich auch
> die grössten Bedenken das sie Schaden nehmen könnten...

Du kannst ja mal deren Temperatur messen und die der thermischen 
Belastbarkeit gemäß Datenblatt vergleichen. Bedenke auch, dass die 
Bauteile in der Nähe der Widerstände mit angestrahlt werden.

Du kannst die Widerstände durch andere mit größerer Oberfläche 
austauschen, oder Lüfter einbauen, um die Wärme besser abzuführen.

Mit einem Schaltregler könnte man die Verlustleistung etwas reduzieren. 
Aber eben nur etwas, vielleicht ca 30%.

von Jay (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> 15V * 1,66A sind grob geschätzt etwa 25 Watt.

Das ist die Nennleistung. Was er entnimmt hängt von der ominösen 
LED-Verschaltung ab.

> Mit einem Schaltregler könnte man die Verlustleistung etwas reduzieren.
> Aber eben nur etwas, vielleicht ca 30%.

Das Netzteil ist bereits ein Schaltregler. Mit einem laut Datenblatt 
typischen Wirkungsgrad von 87%. Es hat einen Überlastungsschutz der 
zwischen 110% und 150% einsetzt. Daher sollte man nicht mehr als maximal 
37W dauerhaft herausbekommen können. Was 4,8W Verlustleistung im 
Netzteil entsprechen würde.

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