Die wichtigsten Sachen für den Anfang mit der Ledtechnik ist das Verständnis, dass Leds nicht über die Spannung sondern über den Strom gesteuert werden.
Mal ein kleines Beispiel zur Erklärung:
Wenn man bei einer 10W Glühbirne mit einer Sollspannung von sagen wir 10V eine Spannung von 12V anlegt, also 20% mehr, dann steigert sich der Strom von 1A bei 10V auf vielleicht 1.3A bei den 12V. Die Steigerung des Stroms ist also in etwa linear zur Spannungserhöhung.
Lege ich bei einer 10W Led mit einer Sollspannung von 10V ebenso 20% mehr an - also auch 12V, dann ergibt sich anstatt der 1A bei 10W ein sehr stark erhöhter Strom von sagen wir 20A. Schon kleine Abweichungen in der Spannung führen zu sehr großen Änderungen im Stromfluss.
Schon Änderungen im Zentel-Volt-Bereich können eine Led zerstören.
Daher wird bei einer Led keine feste Spannung angelegt, sondern es wird eine spezielle Schaltung benutzt, die dafür sorgt, dass immer der gleiche Strom durch die Led fließt.
Man braucht also bei Leds immer eine Regelung, die dafür sorgt, dass die Led innerhalb der Betriebsparameter funktioniert. Dabei wird ständig der Strom gemessen und die Spannung entsprechend der Eigenschaften jeder individuellen Led angepasst.
Der Begriff PWM hat erstmal gar nichts mit Leds zu tun.
Einfach gesagt ist PWM ein Verfahren bei dem man eine Spannung schnell ein und ausschaltet und dabei die Zeiten, wie lange die Spannung ein bzw. aus ist in einem bestimmten Verhältnis stehen.
Was du meinst ist sicher die Anwendung einer getakteten Spannung, um eine Gleichspannung in eine andere Gleichspannung zu transformieren.
Benötige ich etwa eine Spannung von 8V und habe nur eine Spannungsquelle mit 10V, muss ich dafür sorgen, dass irgendwie eine Differenz von 2V zustande kommt. Im einfachsten Falle nehme ich dazu einen Widerstand. Ich muss mir ausrechnen, wie groß dieser sein muss um die erforderliche Differenz von 2V zu erzeugen.
Problem dabei: Die Differenz wird in Form von Wärme durch den Widerstand verbraten.
Bsp.: Eine Lampe mit 10W (10V 1A) soll an einer Spannungsquelle mit 20V betrieben werden. Über den Widerstand müssen also 10V abfallen. Bei 1A, der durch alle Bauteile fließt, sind das ganze 10W an Wärme. Also genausoviel wie die Led hat. Nicht sehr effizient. Nur 50% der reingesteckten Energie (20V*1A=20W) kommen an der Lampe an (10V*1A=10W).
In einem Schaltregler wird dagegen durch geschicktes Ein-/Ausschalten der Spannung über einer Spule, einem Kondensator und einer Diode die gewünschte Spannung erzeugt, (fast) ohne die Differenz in Wärme umzuwandeln.
Der ganze Vorgang ist dabei ziemlich komplex und von vielen Faktoren abhängig.
Gute Schaltregler schaffen es bis auf 90-95%. d.h. unter 10% der reingesteckten Energie wird in Wärme umgewandelt.
Dass es die Hochleistungsleds noch so schwer haben sich im Haushalt zu behaupten hat mehrere Gründe:
- Prizipbedingte Elektronik für Ansteuerung notwendig
- Abstrahlcharakterstik, Leds leuchten immer nach einer Seite, Glühlampen rundum
- Leuchtfarbe, Leds haben grundsätzlich nur eine Farbe. Weiß wird durch unterschiedliche Vorgänge in der Led aus mehreren Komponenten extra "erzeugt". Eine Glühlampe "erzeugt" alle Farben gleichzeitig.
- Leds dürfen nicht heiß werden und müssen kühl gehalten werden. Zuviel Wärme zerstört die Led. Glühlampen "stabilisieren" sich bei einer bestimmten Temperatur. Zuviel Wärme führt zu weniger Stromfluß, was die Lampe wieder kälter werden lässt.
Ich bin kein E-Techniker, kleine Unsicherheiten bei den ganzen Begriffen seien bitte entschuldigt
) in der Größenordnung von ca 3,2 - 13V optimiert sind. Je nach Anzahl der LEDs die in Serie geschaltet sind.
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