Helfen Sie einem Anfänger zu verstehen, ob ein Design korrekt ist

Ich bin mit dem Ohmschen Gesetz ziemlich vertraut und habe einige Berechnungen durchgeführt, die erfahrene Ingenieure bestätigen möchten, ob es richtig ist oder wo ich einen Fehler gemacht habe

Hier ist die Idee

  • Ich möchte einen selbstgebauten Streifen mit 20 LEDs vorzugsweise in Reihe mit Strom versorgen (unter der Annahme von 2,5 Vf bei 20 mA).
  • Ich habe ein 4,5 W, 5 V, 0,9 Ampere DC-Netzteil
  • Ich habe den erforderlichen Widerstand für die Schaltung wie folgt berechnet:
P = V * I
P = (20 * 2.5) * 0.02
P = 1W
---
V = I * R
50 = 0.02 * R
R = 2500ohms

Daraus ging ich davon aus, dass ich 20 LEDs in Reihe mit dieser Stromversorgung und einem 2,5-kOhm-Widerstand betreiben könnte. Ich habe auch gelernt, dass Schaltungen in Reihe Spannungsabfälle haben, aber der Strom gleich ist, und in Parallelschaltung die Spannung gleich ist, aber der Strom abfällt. Ist das so richtig oder habe ich etwas übersehen?

Auch hier bin ich ein absoluter Anfänger in der Elektrotechnik. Ich habe Informatik studiert, mich aber nie mit der Physik von Schaltkreisen beschäftigt.

BEARBEITEN

Aus den Antworten ging hervor, dass ein Widerstand verwendet wird, um die Spannung zu senken, die nicht von den LEDs abfällt. In diesem Fall könnte mein 5-V-Netzteil also höchstens 1 LED mit voller Helligkeit oder 2, wenn auch dunkler, mit Strom versorgen.

Könnte ich eine Erhöhung verwenden, um die Spannung zu erhöhen und diese 20 LEDs in Reihe zu schalten?

BEARBEITEN 2

Alle Antworten haben mir geholfen, viel mehr über Elektronik und ihre Funktionsweise zu verstehen und Schaltungen immer auf Marge und nicht auf Nennwerte zu entwerfen. Ich erkannte meinen Fehler, indem ich versuchte, LEDs in Reihe statt parallel zu verwenden, es kam mir nicht in den Sinn, ich würde nur zwei Drähte brauchen und nicht 2 für jede LED, ich weiß, dummer Fehler.

Danke an alle für die Hilfe, Tipps und Informationen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Welche Spannung hat dein Netzteil?
Weiße LEDs sind normalerweise UV mit Luminophor, also erwarten Sie nicht weniger als 3,2 V Abfallspannung bei Nennstrom.
@Hearth es sind 5V
Warum erwarten Sie, LEDs der 20er-Serie mit 5 V versorgen zu können?
@Hearth das würde ich gerne verstehen, ich kann mehrere LEDs parallel mit 5 V betreiben, solange genug Strom vorhanden ist, richtig? Da Leistung ein Produkt aus Strom und Spannung ist, sollte es möglich sein, entweder in Reihe oder parallel zu speisen. Wenn nicht, warum ist das so?
@ViníciusNegrão Eine Seite zum Lesen könnte diese bei Digikey sein .
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@jonk Danke für den Link, ich werde es lesen

Antworten (3)

Sie können das Netzteil mit Ihren LEDs verwenden ... wenn Sie jede LED mit einem eigenen Widerstand in Reihe und 20 davon parallel schalten.

Da Sie 0,9 A und 20 LEDs mit jeweils 20 mA haben, benötigen die LEDs insgesamt 400 mA, sodass Sie viel Strom übrig haben.

Sie erwähnen nicht die Art der LEDs, aber Blau / Weiß / Violett benötigen jeweils etwa Vf = 3 V, Rot / Grün / Gelb jeweils etwa Vf = 2 V (genauere Werte finden Sie in den Datenblättern).

Der Widerstand sollte also (5 V - Vf) / 20 mA = (5 V - 3 V) / 0,02 = 100 Ohm für Weiß oder 150 Ohm für Rot sein; Erhöhen Sie diese Werte für eine Sicherheitsspanne (120 oder 180 Ohm) und es ist absolut sicher, sie weiter zu erhöhen, wenn sie zu hell sind.

Es ist mehr Verkabelung erforderlich, aber es ist möglicherweise immer noch einfacher als ein Aufwärtswandler.

Ok gut, danke für die ganzen Infos. Ich dachte, parallel wäre einfach, nur weil ich von LED zu LED negativ auf positiv verdrahten und weniger Kabel verschwenden würde. Aber mir wird gerade klar, dass es einfacher wäre, nur 2 Drähte über die gesamte Länge zu führen und jede LED parallel anzuschließen, das würde genauso gut funktionieren. Danke noch einmal!
Jede LED + Widerstand. Sie fragen sich vielleicht, wo ist das Lernen, wenn ich es so mache? Es gibt eine tiefere Botschaft, wo die Vorteile von Reihen- und Parallelschaltungen liegen. Beide haben legitime Verwendungen, und die Notwendigkeit von 2 Drähten voller Länge oder 20 Widerständen sind Nachteile. Aber Sie können die Helligkeit einzelner LEDs einstellen (durch Ändern der Widerstände)
danke für die Antwort. In meinem Fall ist es besser, es parallel zu machen, aber ich habe gelernt, warum es in diesem Fall nicht für Serien funktionieren würde, dass es besser und billiger wäre, mehr Widerstände und Kabel zu verwenden, als einen Stepup-Booster zu kaufen. So viele wertvolle Informationen hier, nochmals vielen Dank an alle für die Hilfe
(Zur Vereinfachung der Verdrahtung können Sie auch LEDs mit eingebauten Widerständen finden. Es ist jedoch ein Kompromiss, sie sind schwerer zu finden!)

Ihre Widerstandsberechnung ist falsch. Sie haben 20 LEDs mit einer Nenndurchlassspannung von 2,5 V (nominal notieren, dh möglicherweise kleiner oder größer). Sie benötigen also mindestens 50V für Ihre Stromversorgung. Nehmen wir an, die Stromversorgung beträgt 60 V, um die Schwankungen der nominalen Vf zu bewältigen. Die Vorwiderstandsberechnung wäre dann R = (60-50)/0,02 = 500 Ohm. P = I2R = 0,2 W im Widerstand verschwendet. Sie benötigen also einen 500-Ohm-Widerstand mit einer Nennleistung von mehr als 0,2 W.

Ok, bemerkt, dass ich Variationen berücksichtigen sollte. Meine Frage ist nun, kann ich 20 LEDs in Reihe mit einem 4,5-W-5-V-0,9-Ampere-Netzteil betreiben? Wenn es möglich ist, wie würde diese Schaltung aussehen? Erwägen Sie die Verwendung eines Aufwärtsreglers
Die Verwendung des Suchbegriffs „LED-Aufwärtswandler“ sollte viele Beispiele liefern. Ich würde vorschlagen, das Ohmsche Gesetz auf den Punkt zu bringen - ohne die Grundlagen werden Sie sich im Kreis drehen. Nur um es klar zu sagen - Widerstände verschwenden Energie als Wärme. Sie erzeugen keine Spannung. Oder anders ausgedrückt, Sie benötigen 1 V, damit 1 A durch einen 1-Ohm-Widerstand fließt.
danke für die Antwort, es sind großartige Informationen, aber ich habe mich für ein paralleles Design entschieden, es ist schön, endlich die Vor- und Nachteile jedes Designs zu verstehen. Danke euch allen für die Infos!

Sie benötigen den Widerstand, um die Spannung abzubauen, die nicht von den Dioden abfällt. Ihre Dioden lassen tatsächlich alle 50 V ab (vorausgesetzt, das ist die Spannung der Stromversorgung). Wenn die Dioden also genau so sind , wie Sie es beschreiben (Hinweis: Sie werden es nicht sein), brauchen oder wollen Sie keinen Widerstand. Das wäre allerdings ein grobschlächtiges Design. Verwenden Sie besser eine Versorgung mit etwas Headroom, damit Sie die Differenz mit einem Widerstand ausgleichen können, oder verwenden Sie eine kleinere Versorgung und teilen Sie Ihre Dioden in zwei parallele Stränge auf.

OK ich habe es! Wenn ich also eine Reihe von LEDs ohne parallele Streifen mit Strom versorgen wollte, bräuchte ich tatsächlich einen Step-up anstelle eines Widerstands. Ich denke, mein Fehler war zu denken, dass ein Widerstand die Spannung erhöhen würde, da V = I x R, aber es ist ein Missverständnis.
Kein Missverständnis, aber alle Spannungsabfälle um eine Schleife herum müssen sich zu Null summieren (einschließlich Vorzeichenkonventionen). Schlagen Sie Beispiele für das Kirchoffsche Spannungsgesetz nach. Ihre Gleichungen funktionieren tatsächlich für einen Widerstand parallel zu den Dioden, aber dann hätte der Widerstand keinen Einfluss auf den Strom durch die Dioden.
Vielen Dank für die Antwort, ich werde es auf jeden Fall lesen, um mehr über die Grundlagen der Elektronik zu verstehen
Helfen Sie einem Anfänger zu verstehen, ob ein Design korrekt ist
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