Zusammenschalten mehrerer LEDs

1. Reihenschaltung

Eine Reihenschaltung von LEDs ist üblich, um z. B. die Beleuchtungsstärke zu erhöhen. In einer Reihenschaltung fließt durch alle Verbraucher derselbe Strom. Daher ist es sinnvoll, für alle in Reihe geschalteten LEDs die gleiche Farbe oder noch besser, denselben Typ mit gleichen Kennwerten zu wählen.

Bei ausreichend hoher Versorgungsspannung können mehrere LEDs in Reihe geschaltet werden. Dann ist ein einziger Widerstand bzw. eine Stromregelung ausreichend. Die Anzahl der LEDs muss bei der Berechnung des Vorwiderstands berücksichtigt werden, da an jeder LED eine Spannung U_LED abfällt, die sich dann addiert.

2. Parallelschaltung

Eine Parallelschaltung von LEDs sollte vermieden werden, da die U/I-Kennlinie einer LED nicht linear, sondern annähernd exponentiell verläuft. Somit führt eine kleine Spannungsänderung zu einer großen Stromänderung.

Werden zwei oder mehr LEDs (mit der nominell gleichen Durchlassspannung) parallelgeschaltet, wird die LED mit der geringsten Durchlassspannung vom größten Strom durchflossen. Dadurch leuchtet diese LED heller und wird damit auch wärmer als die anderen, parallelen LEDs. Bei steigender Temperatur sinkt die Durchlassspannung, wodurch sich der Effekt verstärkt und der Strom bis zur Zerstörung weiter steigt.

Da LEDs aus unterschiedlichem Halbleitermaterial, also mit unterschiedlichen Farben, verschiedene Durchlassspannungen haben, ist bei verschiedenfarbigen LEDs ein Parallelschalten nicht zulässig. Bei LEDs mit derselben Farbe und aus derselben Fertigungsreihe gibt es auch Streuungen in der Durchlassspannung. Bei der Parallelschaltung von LEDs sollte ein Vorwiderstand/eine Stromregelung für jede einzelne LED verwendet werden.

3. LED Controller für Pixel LEDs

Das sogenannte Pixel-System ist eine intelligente Methode der LED-Ansteuerung für mehrere LEDs. „Pixel“ LEDs sind LEDs mit einem integrierten Schaltkreis (IC). Bei einer LED Matrix oder einem LED Streifen werden mehrere LEDs nicht klassisch in Reihe geschaltet, sondern jede LED kann über eine Bus-Kommunikation individuelle Signale empfangen. So kann jede LED einzeln angesteuert werden. Diese LEDs bzw. LED-Streifen benötigen zur Ansteuerung einen LED-Controller, der die Kommunikationssignale mit > 100 kHz seriell sendet. Jeder einzelnen LED ist dann ein eigener Pixel-Controller zugeordnet.