Angepinnt LEDs an 12V und (mit Spannungsregler) im KFZ: So gehts wirklich!

    LEDs an 12V und (mit Spannungsregler) im KFZ: So gehts wirklich!

    1. Einfachste Lösung mit Vorwiderständen:

    Das ist prinzipiell die optimale Grundverschaltung für 12V und KFZ-Spannung (11,5 - 14,5V):
    Idealerweise rechnet man im KFZ also nicht mit 12V sondern 13,8 - 14,4V.
    Die Widerstandsgröße errechnet sich aus:
    Betriebsspannung (in Volt) minus Summe der LED-Spannungen, diesen Wert geteilt durch LED-Strom (in Ampere) ist Widerstand (in Ohm).
    (Beispiel: 12V - 3x3V = 3V Und nun diese 3V / 0,02A = 150 Ohm)
    Die Widerstände sollten nicht kleiner als 100Ohm sein.
    Sind sie es doch, eine LED weniger pro Strang nehmen!

    Die Schaltung hat allerdings den Nachteil, daß die Widerstände Strom und Spannung nur auf ein gewisses Maß reduzieren. Hohe Spitzen können immernoch durchschlagen und die LEDs zerstören.
    Diese Version ist ideal für billige, leicht zu tauschende LEDs, die nicht dauerhaft oder auf voller Last leuchten sollen.


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    2. Die einfachste Version mit Konstantstromquelle:

    Entweder verwendet man käufliche Konstantstromquellen. Manche werden wie ein Vorwiderstand einfach zu den LEDs in Reihe geschaltet. Andere wiederum haben 2 Eingänge und 2 Ausgänge.
    Die genauen Infos liefern die jeweiligen Anbieter (sofern sie seriös sind).

    Eine Konstantstromquelle aus nur zwei Bauteilen läßt sich aber auch sehr einfach selber bauen. So ein Eigenbau hat 3 entscheidende Vorteile:
    - sehr günstig (Widerstand und Spannungsregler sind Cent-Artikel),
    - man kann den Strom selbst bestimmen
    - man hat viel mehr Freiheit bezüglich der Bauform

    Für alle Ströme unter 100mA eignet sich der kleine Spannungsregler LM317L (Bauform TO-92), und für Ströme darüber der LM317T (Bauform TO-220, mit Kühlblech).

    Der Widerstand dimensioniert mit seinem Ohm-Wert den Ausgangsstrom. Die Tabelle gibt einen Überblick, welche Widerstandswerte welche Ströme ermöglichen.
    Für diese KSQ müssen (wie für den Vorwiderstand ja auch) etwa 3,3 V Eigenverbrauch mit eingeplant werden.
    Die Schaltung mit 2 weißen/blauen LED wie im Bild läuft also perfekt an einer Betriebsspannung von etwa 12V.
    Bei Strömen bis ca. 35mA läuft auch eine einzelne LED an 12V problemlos. Darüber wirds dem LM317L zu heiß.

    Wichtig ist, die Pinbelegung des Spannungsreglers nicht zu verwechseln!
    Dieser Spannungsregler hat noch den Vorteil, daß er bei Überlastung/ Überhitzung selber hinunterregelt. (Natürlich nur bis zu einem gewissen Grad!).
    Für KFZ-Anwendungen und einfache 12V Netzteile reicht es aber locker aus. Ist also eine praktikablere Lösung (als die Vorwiderstände) für empfindlichere und höher belastete LEDs.

    LED - Haben wir hier doch gleich gesagt! :whistling:

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    Anspruchsvolle Version

    Eine Schaltung von BerndK, um die schwankende KFZ-Spannung auf 12V zu stabilisieren:

    "BerndK" schrieb:



    [IN= Plus der Versorgung / OUT= Plus der LED / GND= Minus]

    Bei 14V Eingangsspannung minus 12V Ausgang kann man somit 0,25A entnehmen
    entsprechend 2V * 0,25A = 0,5Watt. Besser ist es dann doch, einen Kühlkörper
    vorzusehen oder das Teil an Metall anzuschrauben.

    So, dann mal den Schaltungsvorschlag für KFZ-Betrieb:

    Erstmal eine Sicherung für alle Fälle (Kann bei mutigen entfallen )

    Die Drossel reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444…2;ARTICLE=7640;
    filtert erstmal extreme Störspitzen raus, und was übrig bleibt, wird durch die
    Transil-Diode reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444…;ARTICLE=41859;
    plattgemacht. Die Drossel kann auch durch einen Widerstand 0,47 Ohm ersetzt werden,
    ist billiger. Dann muss halt die Transil die gesamten Störspitzen vernichten. Geht auch,
    wenn die zu erwartenden Transienten gemäßigt ausfallen.

    Kommen wir nun zu einem wichtigen Punkt: der Beschaltung des LM2940CT12.
    Low-Drop Regler sind nämlich oft kritisch, was den Ausgangs-Kondensator betrifft.
    Ist auch im Datenblatt ausführlich beschrieben:

    Das liegt daran, dass der Regler die Impedanz des Kondensators in seine
    Regelung mit einbezieht und man keine freie Wahl hat. Hab ich auch schon mal
    erlebt; ich wollte einem LP2951 was gutes tun und habe ihm einen Vielschicht-
    Keramik C spendiert mit ein paar Milliohm. Hat er sich prompt oszillatorisch bedankt

    Also nehmen wir diesen: reichelt.de/?;ACTION=3;LA=3;G…;ARTICLE=84609;
    mit 0,23Ohm. Die Kapazität selbst ist unkritisch, muss nur > 22µF sein. Noch wichtig:
    Bei -10°C verdoppelt sich der ESR-Wert auf ca. 0,46Ohm, das muss auch noch in den
    Korridor passen. Tut es auch. Und noch eins: Die Kondensatoren so dicht wie möglich an
    die Pins des Reglers anlöten!

    Der Eingangs-C ist dem Datenblatt mit 0,47µF entnommen und sollte unkritisch sein.

    Bei 300mA Last hat der LM 2940 CT nur einen Drop von 0,2V und braucht nicht gekühlt werden;
    weil (14V-12V)*0.3A = 0,6W kann man ihm durchaus ohne Kühlkörper abverlangen.

    Also bei höherer Last einfach mehrfach installieren; braucht weniger Platz als mit
    grossem Kühlkörper und der Drop ist bei 300mA schön klein.

    Wichtiger ist, meine ich, dass alle Verbraucher nun mit genau 12V (LEDs mit Vorwiderstand)
    berechnet werden können und diese 12V ab einer Akkuspannung von 12,2V zur Verfügung
    stehen; also eigentlich immer - ausser beim Anlassvorgang.



    Achtung! Modifikationen an der KFZ-Außenbeleuchtung (Scheinwerfer und Signalbeleuchtung)
    sind grundsätzlich unzulässig und geschehen auf eigene Gefahr!

    Siehe auch: Aufklärung über LED Umbauten im KFZ von der Dekra!
    Klick

    Wer Ergänzungen/Korrekturen hat, bitte Info(PN) an mich oder anderen Mod.
    Dieser Thread soll ein spamfreier reiner Info-Thread bleiben, keine Diskussionsgrundlage o.ä..
    LED - Haben wir hier doch gleich gesagt! :whistling:

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    Optimierung der Schaltung (oben)

    turi hat sich nochmal die Mühe gemacht:

    LEDs an 12V und (mit Spannungsregler) im KFZ
    Ich habe die Schaltung von BernK in einer leicht modifizierten Version aufgebaut, was die Bauteile betrifft. Mir ging es vor allem darum, eine höhere Strombelastbarkeit zu erreichen.
    Als Spannungsregler fand der LT1085-CT12 Verwendung. Dieser ist mit max. 3A belastbar, wobei man das sicher nicht komplett ausschöpfen kann. Je nach Eingangsspannung kommt es zu einer mehr oder weniger großen Erwärmung. Deshalb ist auch ein Kühlkörper nötig.
    Die Drossel muss ebenfalls für den Strom ausgelegt werden. Bei Reichelt gibt es z.B. die FED 64 mit bis zu 5A Belastbarkeit (reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=7641).
    Als Ergebnis habe ich eine kleine, kompakte Platine mit Schraubklemmen erstellt. Was einzig nicht auf der Platine untergebracht ist, ist die Sicherung. Ich gehe davon aus, dass man die Stecksicherungen im Fahrzeug verwendet. Die sind auch mit einem Anschlusskabel erhältlich.
    Der Spannungsregler wurde so auf der Platine verlötet, dass man ihn noch auf einem Kühlkörper montieren kann. Hier ist jeder frei, das nach seinen Vorstellungen zu machen.
    Getestet wurde mit 3x Twin-Stripes, also insgesamt „nur“ ca. 750mA über einen Zeitraum von mehreren Stunden. Dabei ist erwartungsgemäß keinerlei Erwärmung feststellbar (mit Kühlkörper). Zur Dimmung hatte ich zusätzlich noch einen kleinen 1-Kanal Dimmer mit Tiny13 und Poti aufgebaut. Dieser wird in einem separaten Thread vorgestellt.


    LED - Haben wir hier doch gleich gesagt! :whistling: