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LED an 230V
Kleine Schaltung, um eine LED direkt an Netzspannung zu betreiben
Diese kleine Schaltung dient dazu, eine LED an Netzspannung zu betreiben. Dafür müssen zwei Voraussetzungen geschaffen werden. Zum einen muss der Strom auf LED-Größenordnung (ca. 15mA) begrenzt werden, zum anderen muss die Wechselspannung (zumindest zum Teil) eliminiert werden, da eine LED bei einer Sperrspannung (falsche Polung der LED) von 230V zerstört wird. Die zweite Aufgabe übernimmt eine Diode. Sie schließt einfach die falsche Halbwelle der Wechselspannung kurz und schützt so die LED.
Bei der Strombegrenzung verwendet man keinen normalen Widerstand, sondern einen Kondensator. Während Kondensatoren Gleichspannung sperren, sind sie bei Wechselspannung stromdurchlässig. Wieviel Strom fließt hängt nicht nur von der Spannung, sondern auch von der Frequenz ab. Ein Kondensator ist also ein frequenzabhängiger Widerstand. Je höher die Frequenz, desto geringer der Widerstand. Berechnen kann man den Wechselstromwiderstand eines Kondensators mit folgender Formel.
Setzt man als Frequenz 50Hz und als Kapazität 220nF ein, kommt man auf einen Blindwiderstand von etwa 16kΩ. Das ist für die LED genau passend. R1 sorgt lediglich dafür, dass der Kondensator sich nicht allzu schlagartig auflädt.
Hinweis
Achtung, diese Schaltung arbeitet mit lebensgefährlicher Netzspannung! Alle Teile dieser Schaltung sind direkt mit dem Stromnetz verbunden und müssen unbedingt berührungssicher in ein Gehäuse eingebaut werden. Vor dem Überprüfen der Schaltung muss der Netzstecker gezogen werden!
Stückliste
- C1: Folienkondensator 220nF, 250V~ (Werte unbedingt einhalten!)
- R1: 2,2kΩ
- R2: 220Ω
- D1: 1N4007 (oder vergleichbare Diode mit 250V Spannungsfestigkeit)
- LED1: Standard-LED
Schaltplan
Fotos
67 Kommentare 
Hermann am 21.08.2010 um 13:42 Uhr
Die einfachste Lösung wäre doch, zwei LEDs anti-parallel zu schalten, dann ist die Sperrspannung der einen Diode gleich der Flußspannung der anderen Diode. Der Strom wird dann durch den Kondensator begrenzt, man braucht allerdings immer noch einen Widerstand, um den Einschaltstrom zu begrenzen, denn im Einschaltmoment fließt theoretisch ein unendlich hoher Strom durch den Kondensator, der sich bei Gleichstrom bis auf Null reduziert, wenn der Kondensator geladen ist. Da wir Wechselstrom haben, wird der Kondensator durch die wechselnde Spannung dann aber wieder umgeladen.
Der Widerstand R1 wird also benötigt, um den Einschaltstrom zu begrenzen, falls bei leerem Kondensator beim Scheitelwert der Spannung (ca. 330 Volt) eingeschaltet wird.
Der Wechselstromwiderstand des Kondensators ist Z = 1/(2*Pi*f*C), also bei Netzfrequenz 50Hz ca. 14.5 kOhm.
Der Gesamtwiderstand (R1+Z+R2)beträgt also ca. 18 kOhm, der effektive Strom beträgt dann 230/18 = ca. 13mA
Der periodische Spitzenstrom beträgt 330/18 = ca. 18mA
Der Einschaltstrom beträgt max.
660V / 2,42 kOhm = 270mA
Wahrscheinlich ist der Kondensator beim Einschalten aber ungeladen, dann betrüge die Spannung max. 330V, der Spitzenstrom max. 135mA.
Beides ist harmlos, da die Werte ja sofort fallen, keine Millisekunde anliegen.
Matthias Übelher am 09.04.2010 um 14:42 Uhr
Hallo,
was kann ich machen wenn es keinen C1 zu bestellen gibt?
Ich bestelle immer bei www.reichelt.de!
Was kann ich anstatt nehmen?
Lg Matthias
Heiko am 08.03.2010 um 16:07 Uhr
Kann ich auch mehrere Leds in reihe schalten?
Gabriel am 27.02.2010 um 20:08 Uhr
Ich verstehe nicht wozu ich noch den R2 brauche, da wir zur Strombegrenzung ja den Kondensator haben.
Kann mir jemand auf die Sprünge helfen?
Jürgen am 25.02.2010 um 14:45 Uhr
Eine Anmerkung zur nötigen Spannungsfestigkeit der Diode D1. Während der Halbwelle, in der LED1 leuchtet, sperrt D1. Unbelastet müsste D1 mindestens eine Sperrspannung von 230V * Wurzel 2 = 325V aushalten können. Aber die LED1 stellt ja eine Last dar. Somit ist die Sperrspannung während dieser Halbwelle nur die Diodenflussspannung plus der Spannung über dem Widerstand R2. Für eine blaue LED und einen Diodenstrom von 15mA sind das hier 3,3 Volt über dem Widerstand plus 3,6 Volt über der LED. Zum Sperren von knapp 7 Volt reicht hier bereits eine kleine Diode vom Typ 1N4148 völlig aus. Allgemein begrenzen sich zwei antiparallel geschaltete Dioden gegenseitig in der maximal auftetenden Sperrspannung.