Ratgeber
LED-Vorschaltplatinen sind aktive Bauelemente, die zu den LED-Treibern zählen. Sie führen LEDs einen geregelten Strom zu und ermöglichen auf diese Weise einen einwandfreien Betrieb. Wie die Bauteile funktionieren und was es beim Kauf zu beachten gilt, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
LED-Vorschaltplatinen sind elektronische Schaltungen und als fertige Bausteine oder als Bausatz realisiert. Sie gehören zur Gruppe der LED-Treiber. LED-Treiber haben die Aufgabe, aus einer Versorgungsspannung einen für LEDs geeigneten Ausgangsstrom zu erzeugen. Doch warum braucht man LED-Treiber überhaupt? LEDs sind Halbleiterbauelemente, was bedeutet, dass sie den Strom nur in eine Richtung passieren lassen. Sobald eine Spannung anliegt, fließt der maximale Strom. Wird der Strom nicht begrenzt, können die Dioden erhitzen und schlimmstenfalls komplett zerstört werden. Da LEDs den Strom nicht selbständig regulieren können, muss ihnen ein Bauteil vorgeschaltet werden. Aus diesem Grund sind in LEDs und LED-Modulen häufig Vorwiderstände integriert, die die elektrische Spannung beziehungsweise Stromstärke begrenzen. Eine Alternative zu klassischen Vorwiderständen sind LED-Vorschaltplatinen oder LED-Konstantstromquellen, die den Stromfluss regulieren und einen direkten Betrieb an einem Spannungsnetz ermöglichen, ohne einen Vorwiderstand dazwischen schalten zu müssen. Indem Vorschaltplatinen für eine stabile und saubere Eingangsspannung sorgen, beugen sie außerdem einem ungewollten Flacker-Effekt vor.
Vorschaltplatinen sind in unterschiedlichen Bauformen erhältlich. Viele Ausführungen sind für Standard-LEDs konzipiert. Sie ermöglichen es, standardmäßig verdrahtete LEDs direkt an 230V-Wechselspannung zu betreiben, was der europäischen Netzspannung entspricht. Es gibt ebenso Vorschaltplatinen für Hochleistungsdioden, die eine höhere Stromzufuhr benötigen. Grundsätzlich sind Vorschaltplatinen sehr gut für Bastler, Heimwerker und Modellbauer geeignet, die eigene Lichtprojekte verwirklichen möchten. So ist es beispielsweise möglich, eine Vorschaltplatine mit LED als Kontrolleinheit einzusetzen.
Eine einfache Vorschaltplatine kann aus folgenden Bauelementen bestehen: einer Platine als Träger, einem Kondensator, einer Diode, einer Leuchtdiode und einem oder mehreren Widerständen. Die Aufgabe der Strombegrenzung übernimmt in diesem Fall der Kondensator. Die Widerstände haben lediglich die Funktion, den Einschaltstrom zu begrenzen, damit der Kondensator nicht überlastet wird. Kondensatoren fungieren als frequenzabhängige Widerstände. Sie laden sich bei Anlegen einer Spannung auf und geben beim Entladen Strom frei. In Wechselstromkreisen lassen sie Ströme hindurch. In Gleichstromkreisen ist das nicht der Fall. Aus diesem Grund sind Kondensatoren geeignete Bauteile für Vorschaltplatinen, mit denen LEDs in einem Wechselstromnetz betrieben werden sollen. Die Diode verhindert, dass die LED in Sperrrichtung zu großer Wechselspannung ausgesetzt ist und dadurch Schaden nimmt.
Bei der Auswahl einer geeigneten LED-Vorschaltplatine ist die Leistung der Leuchtdiode ein entscheidendes Kriterium. Davon hängt ab, wie viel Strom die Platine der LED zuführen muss, damit sie funktioniert. Die Rede ist vom sogenannten Durchlassstrom. Eine Standard-Leuchtdiode wird üblicherweise mit 20 mA betrieben, für den Betrieb von Low-Current LEDs genügen 2 mA. Es gibt auch Vorschaltplatinen, die für 10 mA oder 15 mA Durchflussstrom konzipiert sind. In der Regel werden LEDs mit deutlich geringeren als den maximal zulässigen Durchlassströmen betrieben. Für Entwicklungen und Experimente genügt es beispielsweise, eine Standard-LED mit 5 mA zu betreiben. Der Helligkeitsverlust ist gar nicht so stark wahrnehmbar. Dennoch sollten Sie immer eine Vorschaltplatine wählen, deren Parameter zum Anwendungsbereich und zu den betriebenen LEDs passen.
Wichtig ist auch, den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung zu kennen. Möchten Sie eine LED an 230V-Netzspannung betreiben, muss die Vorschaltplatine dafür ausgelegt sein. Für geringere Betriebsspannungen, beispielsweise 4 Volt oder 30 Volt, sind ebenfalls passende Vorschaltplatinen erhältlich. Viele LED-Vorschaltplatinen bieten die Möglichkeit, mehrere LEDs in Reihe zu schalten. Vergewissern Sie sich jedoch vorab, ob das von Ihnen präferierte Modell dazu geeignet ist. Manche Ausführungen sind nur für eine LED geeignet. Da die Platine in ein bestehendes System integriert werden muss, spielen selbstverständlich auch die Abmessungen eine Rolle.
Unser Praxistipp: Vorschaltplatinen für den Betrieb berührungssicher machen
Vorschaltplatinen sind in vielen Fällen nicht berührungssicher. Sie dürfen nur in Betrieb genommen werden, wenn sie vor Berührung geschützt sind. Zu diesem Zweck müssen die Baugruppe, die Leuchtdiode und die Verbindungsleitungen in ein entsprechendes Gehäuse eingebaut werden.
Wie schließe ich eine Leuchtdiode an eine Vorschaltplatine an?
LED-Vorschaltplatinen sind oft mit einer kleinen Anschlussklemme ausgestattet, die über zwei Pole verfügt. Hierüber wird die Leuchtdiode angeschlossen. Aufgedruckte Buchstaben auf der Platine geben Ihnen eine Orientierung, an welcher Klemme die Anode („A“) und an welcher Klemme die Kathode („K“) angebracht wird.
Was muss ich beachten, wenn ich eine Vorschaltplatine als Bausatz kaufe?
Eine Vorschaltplatine als Bausatz muss vor Inbetriebnahme aufgebaut und verlötet werden. Dazu benötigen Sie Lötwerkzeug und Elektronik-Lötzinn. Bei der Bestückung arbeiten Sie sich von den kleinsten zu den größten Bauteilen vor. Zu jedem Bausatz erhält man in der Regel einen Bestückungs- und Schaltplan, der Aufschluss darüber gibt, an welche Stelle welches Bauelement gehört. Sind die Bauteile angebracht, werden die Anschlüsse verlötet.
Was ist der Vorteil daran, eine elektronische Schaltung statt eines Widerstands zur Strombegrenzung zu verwenden?
Eine elektronische Schaltung führt einer LED immer einen gleichbleibenden Strom zu. Die Eingangsspannung darf dabei variieren. Darüber hinaus entsteht kein unnötiger Verlust. Während bei Widerständen überschüssiger Strom in Wärme umgewandelt und dadurch buchstäblich „verheizt“ wird, wird bei einer elektronischen Schaltung nur so viel Strom verbraucht, wie für den LED-Betrieb tatsächlich erforderlich ist.
Muss ich Vorschaltplatinen regelmäßig warten?
Informationen darüber finden Sie in den Herstellerinformationen. Meist sind LED-Vorschaltplatinen wartungsfrei. Es empfiehlt sich jedoch, in regelmäßigen Abständen die Anschlussleitungen auf Beschädigungen zu untersuchen. Reparaturen sollten ausschließlich von fachkundigem Personal durchgeführt werden.