LED Elektronikfrage

Moin,

ich habe mir vor nicht allzulanger Zeit 2 LED Lampen besorgt, die es mal bei Norma gab, mit GU 5.3 Fassung. Diese tun seitdem im Womo Dienst, eine in der Leselampe, und eine in der Toilette.

Ich habe mich immer schon gefragt wie die Dinger geschaltet sind - sind 20 LED's drin. Jetzt habe ich mal eine geöffet, da es mich gestört hat dass die Lampe in der Toilette sehr dunkel geworden ist (quasi aus) wenn der Ventilator läuft, beim Freistehen, versteht sich, also Spannung um 12,5V.

Erstmal war die AUssenseite aus Glas - erstaunlich, da hier doch gar nicht nötig. Vermutlich ist eine Standardhalogenbirne bzw Fabrikationslinie einfach umfunktioniert worden.

Darunter kommen die Platinen zum vVorschien, die auf dem Foto zu sehen sind. Das kleine schwarze IC trägt die Bezeichnung Z684, ist vermutlich ein Gleichrichter. Weiss jemand was das wirklich ist? Ist das auch ein Spannungsbegrenzer?

Bei 14V an der Fassung (Polarität egal) liegen an den LED's genau 12V an. Die Frage ist was die anderen 2 Bauteile auf der kleinen Platine sind die parallel zu den LED's geschaltet sind......??

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macagi hat geschrieben:Moin,

ich habe mir vor nicht allzulanger Zeit 2 LED Lampen besorgt, die es mal bei Norma gab, mit GU 5.3 Fassung. Diese tun seitdem im Womo Dienst, eine in der Leselampe, und eine in der Toilette.

Ich habe mich immer schon gefragt wie die Dinger geschaltet sind - sind 20 LED's drin. Jetzt habe ich mal eine geöffet, da es mich gestört hat dass die Lampe in der Toilette sehr dunkel geworden ist (quasi aus) wenn der Ventilator läuft, beim Freistehen, versteht sich, also Spannung um 12,5V.

Erstmal war die AUssenseite aus Glas - erstaunlich, da hier doch gar nicht nötig. Vermutlich ist eine Standardhalogenbirne bzw Fabrikationslinie einfach umfunktioniert worden.

Darunter kommen die Platinen zum vVorschien, die auf dem Foto zu sehen sind. Das kleine schwarze IC trägt die Bezeichnung Z684, ist vermutlich ein Gleichrichter. Weiss jemand was das wirklich ist? Ist das auch ein Spannungsbegrenzer?

Bei 14V an der Fassung (Polarität egal) liegen an den LED's genau 12V an. Die Frage ist was die anderen 2 Bauteile auf der kleinen Platine sind die parallel zu den LED's geschaltet sind......??

So gut ich es auf den Bildern erkennen kann:

Es sind vermutlich immer vier LED's in Reihe geschalten. Diese Reihenschaltung dann jeweils 5 mal (4x5=20 LEDs). Vor jeder 4er-Reihenschaltung ist ein Vorwiderstand mit 200 Ohm. Das sind die kleinen Bauteile auf der großen unteren Platine. Das schwarze Teil oben drauf hast du richtig erkannt. Es ist ein Brückengleichrichter. Diese LED-Beleuchtung ist für eine 12V-Wechselspannung ausgelegt.

Bei der 12V Wechselspannung handelt es sich um den Effektivwert der Wechselspannung. Durch die Gleichrichtung erhöht sich die dann entstandene Gleichspannung um das "Wurzel 2" -fache. Die Gleichspannung liegt dann bei etwa 17V. (Dioden im Gleichrichter vernachlässigt).

Vier LEDs in Reihe haben insgesamt eine Durchlassspannung von ca. 12V (4*3V). Am Vorwiderstand fällt dann eine Spannung von 5V ab. Bei einem Widerstandswert von 200 Ohm ergibt das eine LED-Strom von 25mA. Dies ist auch der typische Strom einer 5mm LED. Passt also.

Da du im Wohnmobil aber eine 12V Gleichspannung hast passt das nicht mehr. Am Gleichrichter und am Vorwiderstand geht dir zusätzlich noch Spannung verloren. Du hast bei den erwähnten 12.5V an der LED-Reihe keine 12V mehr. Sobald die Vorwärtsspannung der LED unterschritten wird, geht sie aus bzw. "glimmt" noch etwas vor sich hin.

Die beiden Bauteile auf der Oberseite sind ein Widerstand (103 --> 10kOhm) und vermutlich ein Keramik-Kondensator. Der Kondensator dient vermutlich dazu die gleichgerichtete Gleichspannung etwas zu "glätten". Den Sinn des Widerstandes habe ich noch nicht erfasst...

Fürs Wohnmobil also eher ungeeignet.

Hallo Ralf,

vielen Dank für die rasche Antwort.

Ich weiss nicht wer das Teil dimensioniert hat, aber den max. Strom den ich mit 15V hinbekommen habe (mein Netzgerät geht nicht höher) ist ca 18mA......

Viel besser wird es wenn ich den Gleichrichter rausnehme - bei 12,5V habe ich ca 30mA. Mehr hab ich mich bisher nicht getraut, und war nun beim Nachschauen von typischen LED Daten. 3V und so 20 - 30 mA hab ich rausgefunden, passt sehr gut zusammen mit deiner Analyse. Bei 5 in parallell dürfte ich also max bi 100mA gehen für alle zusammen - muss mal ausprobieren wie hoch die Spannung dann ist. Wenn sie unter 15V ist werde ich die LED's ohne Gleichrichter wieder einbauen in meine Leselampe, und die Lampe in der Toilette auch dementsprechend modifizieren.

Du hast recht - wie gekauft sind sie nicht Womo-tauglich. Aber wenn ich den Gleichrichter rausnehme wird es auf jeden Fall deutlich besser.......

macagi hat geschrieben:Hallo Ralf,

vielen Dank für die rasche Antwort.

Ich weiss nicht wer das Teil dimensioniert hat, aber den max. Strom den ich mit 15V hinbekommen habe (mein Netzgerät geht nicht höher) ist ca 18mA......

Viel besser wird es wenn ich den Gleichrichter rausnehme - bei 12,5V habe ich ca 30mA. Mehr hab ich mich bisher nicht getraut, und war nun beim Nachschauen von typischen LED Daten. 3V und so 20 - 30 mA hab ich rausgefunden, passt sehr gut zusammen mit deiner Analyse. Bei 5 in parallell dürfte ich also max bi 100mA gehen für alle zusammen - muss mal ausprobieren wie hoch die Spannung dann ist. Wenn sie unter 15V ist werde ich die LED's ohne Gleichrichter wieder einbauen in meine Leselampe, und die Lampe in der Toilette auch dementsprechend modifizieren.

Du hast recht - wie gekauft sind sie nicht Womo-tauglich. Aber wenn ich den Gleichrichter rausnehme wird es auf jeden Fall deutlich besser.......

Das größte Problem sind die 4 LEDs in Reihe. Bei einer 12V Versorgung kannst du nur mit 3 LEDs in Reihe korrekt arbeiten. Die 4 LEDs haben ja insgesamt schon 12V Durchlassspannung. Wenn du dann nur 12V Versorgungsspannung zur Verfügung hast kann kein Strom fließen. Den am Vorwiderstand fällt keine Spannung ab. Und wo keine Spannung abfällt kann kein Strom fließen (Ohmsches Gesetz).

Wenn du diese Leuchten einigermaßen vernünftig verwenden willst, solltest du den Gleichrichter überbrücken. Zudem solltest du pro LED-Zweig eine LED überbrücken, so das immer nur 3 in Reihe sind. Der Widerstandswert passt weiterhin. Bei 14V (Ladegerät angeschlossen) hast du einen LED-Strom pro Zweig von: 14V-(3*3V) / 200 Ohm = 25mA. Und bei einer Spannung von 12V sieht es so aus: 12V-(3*3V) / 200 Ohm = 15mA. Die Werte liegen also absolut im grünen Bereich. Man könnte ihn sogar noch auf 170 Ohm reduzieren.
Die Lösung ist zwar nicht optimal da die Helligkeit unterschiedlich ist, aber das Problem hattest du bis jetzt ja auch...

Hallo ralf,

klar nehme ich en Gleichrichter raus!

Ob ich dann 3 oder 4 der LED's in Serie verwende muss ich noch ausprobieren - in Ermangelung des Datenblattes.

Denkbar ist auch eine Ersetzung des Vorwiderstands. Den Ersatz hab isch da. Die VI Kennlinie der LED's kann ich bestimmen, und den mir nützlichen Vorwiderstand dementsprechend bestimmen.

Zufrieden wäre ich aber auch wenn die gegebene Konfiguration ohne Gleichrichter die Womo-Bedingungen ohne Probleme überlebt.

Zu gewinnende Lichtausbeute - erheblich, rein from Strom her einen Faktor 8. Ich hatte schonmal gafragt wer dieses Teil dimensioniert hat....

macagi hat geschrieben:Zufrieden wäre ich aber auch wenn die gegebene Konfiguration ohne Gleichrichter die Womo-Bedingungen ohne Probleme überlebt.

Das Überleben ist kein Problem, du hast halt bei geringer Spannung (12V) und 4 LEDs zu wenig Strom. Denn den Widerstand mußt du ja für 14V dimensionieren... und bei 12V bleibt da halt nichts mehr am Vorwiderstand übrig.

Viel Spaß beim Basteln :)

ralf123 hat geschrieben:Das Überleben ist kein Problem, du hast halt bei geringer Spannung (12V) und 4 LEDs zu wenig Strom. Denn den Widerstand mußt du ja für 14V dimensionieren... und bei 12V bleibt da halt nichts mehr am Vorwiderstand übrig.

Viel Spaß beim Basteln :)

Danke!

Ohne Gleichrichter bleibt auf jeden Fall mehr übrig! Das seh ich rein optisch schon ......

Servus Manfred,
ergänzend noch: der Brücken-Gleichrichter stellt sicher, daß Du nicht auf die Polarität beim Einstecken des LED-Strahlers bei Gleichstrom achten mußt.
Beim Kauf von LED-Leuchtmittel für das Wohnmobil achte ich immer auf den Betriebsspannungsbereich, zB: 11 - 15V =

--> Link

Alles andere ist bereits beschrieben worden.