Richtig verdrahten von LED-Leuchtbändern: Ein Leitfaden für Reihen- und Parallelschaltungen

LED-Leuchtbänder haben die Art und Weise, wie wir über LED-Beleuchtung denken, revolutioniert. Diese vielseitigen und energieeffizienten linearen LED-Beleuchtungslösungen sind für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Eine der häufigsten Fragen bei der Installation ist jedoch die Frage nach der richtigen Verdrahtung. Sollten Sie LED-Lichtbänder in Reihe oder parallel verdrahten oder eine Kombination aus beidem wählen?

Die Wahl der richtigen Methode hängt von den Besonderheiten Ihres Beleuchtungsprojekts und Ihren Erwartungen an das Endergebnis ab. In diesem Leitfaden werden sowohl Reihen- als auch Parallelschaltungen und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile behandelt. Bitte haben Sie Geduld mit uns, während wir diesen Artikel durchlesen, und die richtige Verdrahtung von LED-Leuchtbändern oder sogar anderen LED-Leuchten wird einfach und leicht zu verstehen sein.

Was ist eine Reihenschaltung?

Reihenschaltungen sind eine der einfachsten Formen von Schaltkreisen, die konstruiert werden können, und werden oft als "Daisy Chains" oder "Schleifen" bezeichnet. Reihenschaltungen werden manchmal auch als "stromgekoppelt" bezeichnet, da der Gesamtstrom durch jede Komponente der Schaltung fließt.

Man spricht von einer Reihenschaltung, weil die Bauteile in einer Kette oder Reihenfolge hintereinander angeordnet sind, so dass der Strom nur auf einem Weg fließen kann. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies, dass der Strom von Anfang bis Ende einem Pfad folgt, wobei die Anode (positiv) der zweiten LED mit der Kathode (negativ) der ersten LED verbunden ist. Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel:

Der positive Ausgang des Treibers ist mit dem positiven Anschluss der ersten LED verbunden, gefolgt von einer Verbindung zwischen dem negativen Anschluss dieser LED und dem positiven Anschluss der zweiten LED und so weiter bis zur letzten LED in der Schaltung. Schließlich wird eine Verbindung vom Minuspol der letzten LED zum Minusausgang des Treibers hergestellt, so dass eine Endlosschleife oder Daisy Chain entsteht.

Die wichtigsten Punkte einer Reihenschaltung sind die folgenden:

1. Einzelner Pfad: In einer Reihenschaltung gibt es nur einen Strompfad. Wenn Sie eine Leitung vom Pluspol einer Stromquelle (z. B. einer Batterie) zum Minuspol ziehen würden, würden Sie jede LED oder andere Komponente im Stromkreis einzeln durchlaufen.

2. Konstanter Strom: Da es nur einen Pfad gibt, fließt der gleiche Strom durch alle LED-Komponenten in der Schaltung. Dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften einer Reihenschaltung.

3. Spannungsverteilung: Die benötigte Gesamtspannung ist die Summe der Vorwärtsspannung der einzelnen LEDs, was den Strombedarf vereinfacht. In einer Reihenschaltung wird die von der Stromversorgung bereitgestellte Gesamtspannung auf die LEDs verteilt. Jede LED erhält einen Teil der Gesamtspannung, der proportional zu ihrem Widerstand ist.

4. Zusätzliche Resistenz: Der Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung ist gleich der Summe der Widerstände der einzelnen Komponenten. Wenn also weitere Komponenten hinzugefügt werden, erhöht sich der Gesamtwiderstand des Stromkreises, wodurch sich der Gesamtstrom, der durch den Stromkreis fließt, verringert.

5. Abhängige Funktion: Ein Nachteil von Reihenschaltungen besteht darin, dass beim Ausfall einer LED (z. B. beim Durchbrennen) der gesamte Stromkreis unterbrochen wird und alle LEDs nicht mehr funktionieren. Das liegt daran, dass der Stromfluss unterbrochen ist.

Was ist eine Parallelschaltung?

Bei Parallelschaltungen werden in der Regel mehr Kabel verwendet als bei Reihenschaltungen, aber der Strom kann gleichmäßig auf die LEDs verteilt werden, d. h. es gibt mehrere Wege für den Stromfluss, und jede LED ist unabhängig vom Netzteil angeschlossen. Serienschaltungen versorgen jede LED mit dem gleichen Strom, während parallele Schaltungen jede LED mit der gleichen Spannung versorgen, und jede LED erhält einen Strom, der dem Gesamtausgangsstrom des Treibers geteilt durch die Anzahl der parallel geschalteten LEDs entspricht.

In einer Parallelschaltung sind die positiven Anschlüsse aller LEDs miteinander verbunden und führen zum positiven Ausgang des LED-Treibers, und die negativen Anschlüsse aller LEDs sind miteinander verbunden und führen zum negativen Ausgang des Treibers.

Die wichtigsten Punkte einer Parallelschaltung:

1. Mehrere Pfade: In einer Parallelschaltung gibt es mehrere Strompfade. Jede LED ist unabhängig voneinander an den positiven und negativen Anschluss des Netzteils angeschlossen.

2. Konstante Spannung: Eine der wichtigsten Eigenschaften einer Parallelschaltung ist, dass die Spannung an jeder LED gleich ist. Das bedeutet, dass jede LED in der Schaltung ihre volle Spannung von der Stromversorgung erhält.

3. Stromverteilung: Der von der Stromversorgung gelieferte Gesamtstrom wird auf die LEDs verteilt. Der Strom, den jede LED vom Netzgerät erhält, ist proportional zu ihrem Widerstand. Der Gesamtstrom ist die Summe der Ströme, die durch jeden LED-Pfad fließen.

4. Reduzierte Resistenz: Wenn Widerstände parallel geschaltet werden, sinkt der Gesamtwiderstand des Stromkreises. Das liegt daran, dass durch das Hinzufügen weiterer Pfade mehr Strom fließen kann.

5. Unabhängiger Betrieb: Jede LED in einer Parallelschaltung funktioniert unabhängig. Wenn eine LED ausfällt, hat dies keinen Einfluss auf den Betrieb der anderen LEDs. Dies ist ein wesentlicher Vorteil von Parallelschaltungen gegenüber Serienschaltungen.

Beide Serien-Parallelschaltungen

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei einer Serien-Parallelschaltung um eine Kombination aus Serien- und Parallelschaltungen, bei der Elemente der beiden Schaltungen kombiniert werden. Diese Schaltung ist weder eine einfache Reihenschaltung noch eine einfache Parallelschaltung. Stattdessen kombiniert sie Elemente aus beiden. In einer Serien-Parallel-Schaltung sind bestimmte Teile in Reihe und bestimmte Teile parallel geschaltet.

Wie aus dem obigen Diagramm hervorgeht, sind in der Schaltung 3 Gruppen von LEDs parallel geschaltet, und jede Gruppe von LEDs ist mit 3 LEDs in Reihe geschaltet. Diese Serien-Parallelschaltung ermöglicht komplexere Designs, größere Flexibilität und die Vorteile von Serien- und Parallelschaltungen.

LED-Leuchtbänder bestehen aus diesen Serien-Parallel-Schaltungen. LED-Leuchtbänder sind sehr lang, aber in Wirklichkeit bestehen sie aus vielen parallelen Zweigen, von denen jeder aus 3 LEDs in Reihe besteht, wenn es sich um LED-Bänder mit einer Nennspannung von 12 V handelt (oder 6 LEDs bei LED-Bändern mit 24 V). Mit anderen Worten: 3 LEDs sind in Reihe geschaltet, aber 3 LED-Gruppen sind parallel geschaltet. Aus diesem Grund können wir den LED-Streifen einfach in 3 LED-Intervalle unterteilen.

Wie verdrahtet man LED-Streifen in Reihe?

Die Serienschaltung von zwei oder mehr LED-Streifen ist wahrscheinlich die logischste und einfachste Methode. Sie können sich diese Reihenschaltung so vorstellen, dass Sie einfach ein Ende des LED-Streifens mit dem nächsten LED-Streifen verkabeln. Wenn Sie nur eine kurze Strecke verdrahten müssen, benötigen Sie möglicherweise einige praktische lötfreie Steckverbinder. Bei längeren LED-Streifen müssen Sie auf Spannungsabfälle achten.

Diese Reihenschaltung ist eine schnelle und einfache Methode, da Sie keine weitere separate Stromverbindung herstellen müssen. Sie springen einfach zwischen den beiden LED-Streifenabschnitten hin und her.

Der Nachteil ist, dass dies zu einem zusätzlichen Spannungsabfall führen kann, was eine geringere Lichtleistung der am weitesten von der Stromversorgung entfernten LED zur Folge hat. Der Grund dafür ist, dass bei der Reihenschaltung von LED-Streifen der Strom nur durch einen Pfad fließen kann, was als Engpass für den Stromfluss wirken kann und die Menge an Spannung und Strom, die den weiter entfernten LED-Streifenabschnitt erreicht, verringert.

Wie verdrahtet man LED-Streifen parallel?

Eine Alternative zu Verdrahtung mehrerer LED-Streifen zusammen zu schalten, ist es, sie parallel zu schalten. Auf diese Weise entstehen separate LED-Streifenabschnitte, die jeweils direkt an die Stromversorgung angeschlossen sind.

Diese Parallelschaltung reduziert die Strommenge, die durch einen bestimmten LED-Streifenabschnitt fließen muss, da sie direkt an die Stromversorgung angeschlossen sind. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit von Spannungsabfällen erheblich reduziert.

Der Hauptnachteil dieser Anschlussmethode ist, dass sie mehr Verdrahtungsaufwand erfordert. Die Hauptschwierigkeit besteht darin, dass die meisten Netzteile nur ein positives und ein negatives Ausgangskabel haben. Um sie also an mehrere LED-Streifenabschnitte anzuschließen, müssen Sie dieses Ausgangskabel in mehrere Drähte aufteilen. Dazu können Sie spezielle Drahtsplitterklemmen verwenden.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass einige LED-Streifenabschnitte möglicherweise nicht an der Stromversorgung angeschlossen sind. In diesen Fällen werden Sie feststellen, dass lange Kabel nicht nur zusätzliche Kosten verursachen, sondern auch einen ausreichend großen Querschnitt haben müssen. Andernfalls fällt die Spannung in der Leitung ab, bevor sie den LED-Streifen erreicht.

Mythen über die Verdrahtung von LED-Lichtbändern in Reihe und parallel

Viele Hersteller und Kunden verwenden den Begriff Reihenschaltung, um mehrere LED-Streifenabschnitte aneinander zu koppeln oder zu verketten. Aber streng genommen ist der Begriff "Reihenschaltung", wenn man ihn aus der Perspektive der elektronischen Schaltungstechnik analysiert, völlig falsch, wenn es um diese Konfiguration geht. Aus diesem Grund haben wir in den vorangegangenen Abschnitten elektronische Serien- und Parallelschaltungen vorgestellt.

Warum wollen wir diesen einen Mythos aufklären? Weil LED-Leuchtbänder aus seriell-parallelen Zweigschaltungen bestehen (die wir auch im vorherigen Abschnitt über seriell-parallele Schaltungen behandelt haben). Wenn du einen LED-Streifen abschneidest, reduzierst du einfach die Anzahl der parallel geschalteten Zweige. Wenn Sie den LED-Streifen Ende-an-Ende verdrahten (Daisy Chain), fügen Sie einfach zusätzliche parallele Zweige hinzu.

Bei einer echten elektrischen Reihenschaltung ändert sich die erforderliche Eingangsspannung. Wenn jedoch von einer Reihenschaltung von LED-Streifen die Rede ist, werden die LED-Streifen fast immer End-zu-End verdrahtet. Wenn sie auf diese Weise verbunden sind, bleibt die Eingangsspannung der LED-Streifen konstant. Mit anderen Worten: Sie können ein 12-V-Netzteil verwenden, um einen 1 Meter langen 12-V-LED-Streifen mit Strom zu versorgen, und einen weiteren 2 Meter langen Abschnitt eines 12-V-LED-Streifens in Reihe schalten.

Auf jeden Fall ist diese Reihen- und Parallelschaltung von LED-Streifen nicht ganz korrekt, aber sie beachtet einige Grundprinzipien von Reihen- und Parallelschaltungen, ist also nicht ganz falsch. Das hängt eng mit dem Aufbau des LED-Streifens und den entsprechenden elektronischen Prinzipien zusammen, den LED-Stromversorgung.

Wie verdrahte ich LED-Streifen? Lichts, und was ist besser?

Die Entscheidung, ob LED-Leuchtbänder in Reihe oder parallel geschaltet werden sollen, hängt von einer Reihe von Faktoren ab, die mit dem jeweiligen Beleuchtungsprojekt zusammenhängen. Beide Methoden haben ihre Vorteile und sind in verschiedenen Situationen von Vorteil.

In Reihe geschaltete LED-Streifen werden in der Regel für einfache Installationen verwendet, bei denen die Streifen nicht über große Entfernungen (nicht mehr als 10 Meter) verlegt werden müssen. Dies ist ideal, wenn LED-Streifen in kleineren Bereichen installiert werden. Eine Reihenschaltung ist auch dann von Vorteil, wenn Sie die Lichtintensität in der gesamten Installation mit einer einzigen Stromversorgung steuern möchten. Beachten Sie jedoch, dass diese Methode zu einer SpannungsabfallDies gilt insbesondere für die Enden längerer Streifen, was zu einer ungleichmäßigen Beleuchtung führen kann.

Parallel geschaltete LED-Streifen eignen sich besser für großflächige Beleuchtungsanlagen. Hier müssen die LED-Streifen einen größeren Bereich abdecken, z. B. ein großes Wohnzimmer, einen Flur oder eine Gebäudefassade. Bei dieser Konfiguration wird jeder LED-Streifen direkt an die Stromversorgung angeschlossen, was den Spannungsabfall minimiert und eine gleichmäßige Ausleuchtung über die gesamte Länge des Streifens gewährleistet. Die parallele Verdrahtung von RGB-LED-Streifen wird ebenfalls empfohlen, wenn Sie RGB-Streifen verwenden möchten, da jeder LED-Abschnitt eines RGB-Streifens das gesamte Farbspektrum unabhängig voneinander ohne Verlust an Lichtintensität darstellen kann.

Kann ich bei einer LED-Streifen-Installation Serien- und Parallelverdrahtung kombinieren? Ja, das können Sie. Allerdings sind eine sorgfältige Planung und genaue Berechnungen erforderlich, um die korrekte Spannungs- und Stromverteilung zu gewährleisten und die richtige Wattzahl und Anzahl der Netzteile zu konfigurieren. Bei komplexen Beleuchtungsprojekten ist es üblich, eine Mischung aus Reihen- und Parallelverdrahtung für LED-Streifen zu verwenden.

Daher hängt die endgültige Wahl der Verdrahtungsmethode von den Besonderheiten der Installation ab. Wenn das Projekt lange Segmente von LED-Streifen mit gleichmäßiger Beleuchtung erfordert, sind parallele Verbindungen die bessere Wahl. Bei kleineren, kompakteren Installationen hingegen kann eine Reihenschaltung ausreichend und sogar wirtschaftlicher sein. In beiden Fällen sind die richtige Auswahl der Netzteile und der Verkabelung zur Gewährleistung einer stabilen Stromversorgung und einer langen Lebensdauer der LED-Beleuchtung wesentliche Voraussetzungen.

Fazit

Ob Sie LED-Streifen in Reihen- oder Parallelschaltung verdrahten, hängt letztlich von Ihren spezifischen Projektanforderungen ab. Reihenschaltungen sind einfach, kostengünstig und energieeffizient für kleinere Installationen, während Parallelschaltungen eine größere Zuverlässigkeit und gleichmäßige Helligkeit für größere Projekte bieten.

Ganz gleich, ob Sie ein Projektinhaber, ein professioneller Installateur oder ein Heimwerker sind - wenn Sie sich die Zeit nehmen, Ihren Strombedarf und Ihre Verdrahtung zu bewerten, können Sie sicher sein, dass Ihre LED-Streifen jahrelang leuchten werden.

SignliteLED ist ein chinesischer Hersteller, der sich auf die Produktion hochwertiger, kundenspezifischer LED-Leuchtbänder, COB-LED-Leuchtbänderund LED-Neonstreifenleuchten. Wenn Sie LED-Leuchtbänder kaufen möchten, kontaktieren Sie uns bitte.