Ansteuerung - Beckhoff EL2564 Dokumentation

2.5.5

Ansteuerung

Es gibt zwei gängige Ansteuerungsarten für LEDs: Stromgeregelt ohne Vorwiderstand und
Spannungsgeregelt mit einem Vorwiderstand. Jede Ansteuerung hat Vor- und Nachteile für bestimmt
Anwendungsfälle, die im Folgenden erläutert werden. Je nach Anwendungsfall muss entschieden werden,
welche Ansteuerungsart eingesetzt wird.
1. Spannungsbetrieb
Der Spannungsbetrieb, z. B. an einer Batterie oder einem Netzgerät ist eine einfache und kostengünstige Art
LEDs anzusteuern. Es wird lediglich ein zusätzlicher Vorwiderstand R
eines ohmschen Widerstandes wird die Gesamtschaltung durch R
Spannungsänderungen, wodurch sich eine robuste LED-Ansteuerung ergibt. Durch den ohmschen
Widerstand steigt aber auch die Verlustleistung der Ansteuerung, die in Form von Wärme abgegeben wird
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(P = R ⋅ I ).
V V LED
Der Strom I durch die LED ergibt sich durch das Verhältnis I
LED
Abb. 10: Spannungsgeregelte LED mit Vorwiderstand
Der Vorwiderstand R wird wie folgt berechnet:
V
R = U /I
V R LED
Bekannt ist der Strom durch die LED. Es fehlt die Spannung U
abfällt. Diese Spannung bildet sich aus der Betriebsspannung abzüglich der Spannung, die an der LED
abfällt. Die Spannung U
LED
abgelesen werden.
U = U - U
R LED
Wenn die Helligkeit einer LED mit einem Vorwiderstand eingestellt werden soll muss die angelegte
Spannung reduziert (dunkler) oder erhöht (heller) werden.
Diese Art der Ansteuerung hat jedoch den Nachteil, dass der Lichtstrom nicht präzise geregelt werden kann.
Wie eingangs beschrieben, führt eine geringe Spannungsänderung zu einer hohen Stromänderung und
damit auch zu einer starken Änderung des Lichtstroms. Bei der Spannungsregelung kann es also bei
Schwankungen der Versorgungsspannung zu einem direkten Einfluss auf den Lichtstrom der LED kommen.
Zu berücksichtigen ist auch, dass die elektrischen Eigenschaften des Widerstands und der LED
temperaturabhängig sind.
• Vorteile: einfache Auslegung, einfache Ansteuerung, die Helligkeit der LED kann direkt über die
Spannung eingestellt werden
• Nachteile: zusätzlicher Widerstand, Abwärme durch den Widerstand
2. Strombetrieb
Wird keine Spannungsquelle (z. B. Batterie), sondern eine Stromquelle (elektronische Schaltung) verwendet,
kann eine LED direkt betrieben werden. Bei der Stromregelung kann der Lichtstrom der LED ohne
Widerstand direkt über den vorgegebenen Stromwert eingestellt werden. Schwankungen der
Versorgungsspannung haben so keinen Einfluss auf den Lichtstrom der LED. Der Lichtstrom ist mit einer
Stromregelung konstant und reproduzierbar. Die Stromregelung ist daher zum Beispiel in Machine-Vision-
Anwendungen empfehlenswert.
EL2564
, die an der LED bei I
LED
Version: 1.1
benötig. Durch das lineare Verhalten
V
deutlich unempfindlicher für
V
= U/R .
LED V
, die am zu berechnenden Vorwiderstand
R
abfällt, kann aus der U/I-Kennlinie der LED im Datenblatt
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