Welches Netzteil für 32 Power LEDs

[St4y Tun3d]

Hallo zusammen,

ich möchte mir eine Aquarium Lampe bauen und benötige etwas Hilfe...

Folgende LEDs sollen verbaut werden und mit genannten mA betrieben werden. Geregelt soll das ganze durch Konstantstromquellen werden.

28x LEDs
Spannung: 2.84V
Strom: 700mA

4x LEDs
Spannung: 2.4V
Strom: 700mA

wieviele KSQ 700mA und voralldem was für ein Netzteil benötige ich?

Ist es so, dass ich die Volt aller LEDs addieren muss und so auf (aufgerundet) 84V komme.
Nun muss ich doch die 700mA mal die Anzahl der benötigten KSQs rechnen (Beispiel: 3 KSQ mal 700ma = 2,1A)
Wenn ich nun 84V mal 2,1A rechne - komme ich auf (aufgerundet) 180Watt
richtig?

Könnte ich die KSQs weglassen und einfach dieses Netzteil nehmen?
https://www.tme.eu/de/details/elg-200-c ... 6DEALw_wcB

Vielen Dank im Voraus

[Buddhamilch]

Wenn ich nun 84V mal 2,1A rechne - komme ich auf (aufgerundet) 180Watt richtig?

Die Rechnung wäre zwar richtig, der Lösungsweg aber falsch.
ca. 84V x 0,7A sind nur 58,8 Watt.

Könnte ich die KSQs weglassen und einfach dieses Netzteil nehmen?

Nein. Der Ausgangsspannungsbereich passt nicht, weil Deine Rechnung falsch ist.

Sollen 3 KSQs verwendet werden, muss die Spannung durch 3 geteilt werden.
ca. 84V / 3 = ca. 28V.
10 Leds mit jeweils 2,84V würden zusammen 28,4V benötigen. Kommt also ungefähr hin.
58,8W / 3 KSQs = ca. 20 Watt.

Benötigt werden folglich 3 KSQs, die 700mA liefern können und dessen Ausgangsspannungsbereich <> 28V ist.

Geeignete KSQs (alle Links zu TME):
Meanwell APC-20-700 --> das günstigste, leider Lagerbestand: 0
Meanwell PLM-25E-700 --> das nächst günstigere, leider Lagerbestand: 0
Meanwell PLM-25-700 --> das danach günstigste.

Alternativ: alle Leds an 1 KSQ:
Meanwell IDLC-65A-700

[St4y Tun3d]

Vielen Dank für die Antwort.

Ich hatte an kleine KSQs gedacht, da ich diese gerne in einem Aluprofil in der Lampe verdecken möchte:

BUCK V2 Konstantstromquellen (700mA, 42V) von www.***-tech.de
(der Link wird immer entfernt)

Könntest du mir hierfür vielleicht ein Netzteil zeigen(nach möglichkeit IP67) und die benötigte Menge der KSQs dann?
Und gerne mit Erklärung für einen Elektro Laien - damit ich auch halbwegs verstehe was ich da tue

So ganz kann ich dir noch nicht folgen mit dem Teilen? Laufen dann alle LEDS mit ihren 700mA? Oder werden die dann gedrosselt? Ich brauche an allen LEDs exakt diese Leistung, damit die Lumen/Liter (45/Liter Wasser bei einem 160L Becken) Wasser erreicht wird.

Kompliziert alles...

[Buddhamilch]

der Link wird immer entfernt

Das liegt daran, dass Du dich im Forum von Lumitronix befindest. Der Shop, wo es die Buck V2 Konstantstromquelle gibt, ist ein konkurrierender Shop. Und Links dorthin werden hier nicht gerne gesehen. Dieser Shop hat ein eigenes Forum, dort hast Du aber nicht nachgefragt. Egal, jetzt bist Du hier und bekommst von mir auch eine Antwort.

Dein Wunsch ist etwas speziell, aber keinesfalls wirtschaftlich. Und günstig ist es auch nicht.

Der effizienteste Weg zu einem Konstantstrom ist die Verwendung einer netzbetriebenen Konstantstromquelle.
Die Umwandlung einer Netzspannung in eine Gleichspannung, um damit eine DC-Konstantstromquelle anzutreiben erfordert, dass die Spannung 2mal transformiert werden muss. Hierfür sind mehr Geräte notwendig, und diese kosten auch mehr Geld.

Die von Dir ausgesuchten Konstantstromquellen vertragen Eingangsspannungen bis max. 42V.
Empfehlen würde ich Dir ein 36V Netzgerät. Leider gibt es keines bei LED-Tech.

Da die DC-Konstantstromquellen auch etwas Leistung verursachen, brauchst Du ein etwas stärkeres Netzgerät.

Link zu TME:
Meanwell ELG-75-36 (36V, max. 75W, wasserdicht IP67)

So ganz kann ich dir noch nicht folgen mit dem Teilen? Laufen dann alle LEDS mit ihren 700mA? Oder werden die dann gedrosselt?

Eine Konstantstromquelle liefert (wie die Bezeichnung es schon sagt) einen konstanten Strom. Die Spannung stellt sich alleine ein. Gedrosselt wird nichts. Der Strom der Konstantstromquelle fließt in gleicher Höhe durch alle angeschlossenen Leds.
Das mit dem Teilen habe ich nur gemacht, um die Leds auf 3 KSQs aufzuteilen und um zu ermitteln, welche Ausgangsspannung die Konstantstromquellen dann haben müssen (nur so ungefähr).

[St4y Tun3d]

Ich habe mich nochmal belesen und es nun glaube ich gerafft.
(Sorry für Konkurrenzlink - wusste ich nicht)

Jetzt mal nur Theoretisch:
Netzteil 24V, 4,2A, 100W.

Müsste gehen - ich hab mal eine Zeichnung nagefertigt. Wenn du gleich sagst, das stimmt so - habe ich es kapiert

[Buddhamilch]

Im Prinzip hast Du es verstanden.

Die Konstantstromquelle ist angegeben mit einer minimalen Eingangsspannung von 4,5V.
Zieht man diese 4,5V von 24V ab, darf die Summe der Vorwärtsspannungen aller Leds in Reihe max. 19,5V betragen.

Aber ich hätte trotzdem noch gerne gewusst, welche Leds verbaut werden sollen.
Mich stört daran, dass diese nur 2,4V bzw. 2,84V haben.

Siehe auch Deine Zeichnung.
2,4V @ 700mA könnten rote Leds sein.
2,84V @ 700mA würde zu gelben Leds passen.

Aber ein Aquarium nur mit roten + gelben Leds ist schon sehr ungewöhnlich.

[St4y Tun3d]

Sorry die Zeichnung war nur für mich selber um es zu verstehen und optisch vor den Augen zu haben - hatte das mit Paint auf weißen Hintergrund gezeichnet und deshalb die weißen einfach gelb gemacht...,

Die Gelben sind eigentlich 6500K LEDs (kaltweiss) 20x und sind betreibbar von 350mA bis 2000mA und 2.8V bis 3.2V
die Orangen sind 2700K LEDs (Warm) 8x und sind betreibbar von 350mA bis 2000mA und 2.8V bis 3.2V
und die Roten sind Rote 4x und sind betreibbar von 100mA bis 1000mA und 1.8V bis 2.6V

Danke für den Hinweis mit der Minimaleingangsspannung - das hatte ich z.B. noch nicht berücksichtigt.

Wenn ich nun dieses Netzteil nehme:

ELG-100-C1050B
Das tolle wäre, mit dem Netzteil könnte ich ja mit sonem Potentiometer dimmen.

Kann ich ja alle 28 LEDs (kaltweiss und warm) in eine Reihe schalten, da die ja alle mit der selben mA (700) betrieben werden sollen.
Wie kann ich da nun die roten - welche nur mit 300mA betrieben werden sollen zu packen? Kann ich zwischen dem Netzteil (welches ja Konstantstrom liefert) einfach noch eine KSQ mit 300mA zwischen NT und LEDs packen? Oder brauch ich für die dann ein extra Netzteil?

Vielen Dank

[Buddhamilch]

Sollen Leds mit einem anderen Strom betrieben werden, brauchst Du hierfür eine andere Konstantstromquelle.
An den Ausgang einer Konstantstromquelle kann/darf keine andere Konstantstromquelle angeschlossen werden.
Der Ausgang einer Konstantstromquelle darf auch nicht geschaltet werden.

Kann ich ja alle 28 LEDs (kaltweiss und warm) in eine Reihe schalten, da die ja alle mit der selben mA (700) betrieben werden sollen.

Ja.
Der Ausgangsspannungsbereich der Konstantstromquelle sollte kleiner + größer als die Summe aller Leds in Reihe sein:

Für die weißen + warmweißen Leds.
28 Leds x min. 2,8V = min. 78,4V.
28 Leds x max. 3,2V = max. 89,6V --> max. 89,6V x 0,7A = max. 62,72W.

Link zu Elpro:
Meanwell ELG-75-C700B-3Y (IP67, dimmbar über Poti, PWM, 1-10V Steuerspannung)

Für die roten Leds.
4 Leds x min. 1,8V = min. 7,2V.
4 Leds x max. 2,6V = max. 10,4V --> max. 10,4V x 0,35A = max. 3,64W.

Link zu Elpro:
Recom RACD03-350 (nicht dimmbar, IP66, wenn das Netzgerät nicht überflutet wird, reicht das aber)

Alle Preise @ Elpro sind Netto, zuzüglich Versandkosten + 19% Mehrwertsteuer.

Da die Leds mit einem hohen Strom betrieben werden, brauchst Du dafür auch einen/mehrere Kühlkörper, der die Betriebswärme der Leds mit der Umgebungsluft austauschen kann.

[St4y Tun3d]

Danke mal wieder für die Antwort

ich wollte die LEDs auf so einen Kühlkörper 100x10mm /LxB kleben:

kk.jpeg (172.07 KiB) 14839 mal betrachtet

Es gibt für die LEDs extra sone Wärmeleitklebepads womit man sie direkt auf den Kühlkörper kleben kann.

ich hab das ganze mir mal in CAD aufgebaut:

1.JPG (16.95 KiB) 14830 mal betrachtet

2.JPG (40.83 KiB) 14830 mal betrachtet

Das ganze bekommt noch Halter und eine Abdeckung mit Plexiglas dann (welche noch nicht visuell dargestellt sind)

[Buddhamilch]

Ist der Kühlkörper wirklich nur 10mm hoch? - dann reicht seine Kühlleistung möglicherweise nicht aus.

Die Leds haben eine Leistungsaufnahme von max. 66 Watt. 30% davon sind Licht, 70% sind Wärme.
66W x 0,7 = 46,452W.

Aufgrund der Ausrichtung des Kühlkörper (Kühlrippen nach Oben) hat dieser nur einen Wirkungsgrad von 70% --> siehe Bild.

kk_ausrichtung.png

Legt man eine maximale Kühlkörpertemperatur von 70°C zugrunde dürfte der Kühlkörper bei einer Raumtemperatur von 25°C nur um 45°C wärmer werden.

Hierfür ist ein max. Wärmewiderstand von 45°C / 46,452W x 0,7 = 0,6781... --> abgrundet max. 0,67 K/W nötig.
Und das erreicht man nicht mit einem Kühlkörper, der nur 10mm hoch ist.
Dafür müsste der Kühlkörper mindestens 40mm hoch sein. Und die Rippen nicht zu eng nebeneinander.

Die Klebepads alleine haben schon so viel.

[St4y Tun3d]

Verstehe ich richtig, dass der Wert - je höher er ist, das Material/der Körper besser Wärme ableitet?
Nehme ich diesen Kühlkörper zugrunde (10mm hoch)

Kühler

hat dieser einen Wert von 4,4 - 2,6 K/W... - so richtig anzufangen weiß ich damit aber noch nix

Ein 40mm hoher Kühler würde gehen - wäre aber sehr unästhetisch (logisch, meine Bude soll ja auch nicht abfacken )

Danke

[Buddhamilch]

Nein, beim Wärmewiderstand muss der Wert klein sein.

Beispiele:
2,6K/W bedeutet, dass sich der Kühlkörper um 2,6 Kelvin pro 1 Watt erwärmen würde.
Bei 46,452 Watt wären das 46,452W x 2,6K/W = 120,8K bzw. 120,8°C.
Kelvin (K) und Grad Celsius (°C) benutzen die gleiche Temperaturskala, daher kann das Ergebnis in K auch in °C angegeben werden.

Kalkuliert man den Wirkungsgrad des Kühlkörper (70% = Faktor 0,7) aufgrund der Ausrichtung der Kühlrippen
(siehe Bild 2 Beiträge höher) hinzu, wären es sogar 120,8°C / 0,7 = 152,6°C.

1,3K/W bedeutet, dass sich der Kühlkörper nur um 1,3 Kelvin pro 1 Watt erwärmen würde.
46,452W x 1,3K/W = 60,4K bzw. 60,4°C.

0,7K/W bedeutet, dass sich der Kühlkörper nur um 0,7 Kelvin pro 1 Watt erwärmen würde.
46,452W x 0,7K/W = 32,5K bzw. 32,5°C.

Und anschließend muss noch die Raumtemperatur dazu addiert werden.
Insgesamt sollte der Kühlkörper nicht heißer als 70°C werden. Ab 70°C verbrennt man sich daran die Finger.

[St4y Tun3d]

Bei 46,452 Watt wären das 46,452W x 2,6K/W = 120,8K bzw. 120,8°C.

Ist dieser Wert denn auch tatsächlich so, wenn man wie ich nur "punktuell" LEDs aufklebt - oder ist der gemeint, wenn der Kühler vollflächig benutzt wird?

Danke dir

[Buddhamilch]

Was sich ändert, ist der Übergangswiderstand von den Leds zum Kühlkörper. Durch die vielen Leds wird daraus eine Parallelschaltung von Wärmewiderständen. Der Kühlkörper selbst wird nicht besser, je mehr Kontaktstellen dieser zu den Leds hat. Und die Leistung, die weggekühlt werden muss, wird auch nicht weniger.

Je flacher der Kühlkörper ist, desto weniger Oberfläche hat dieser. Und wenn man mit diesem die Betriebswärme der Leds nicht passiv kühlen kann, dann bleibt als Alternative nur noch die aktive Kühlung = mehr Luft durch die Verwendung von Lüftern.

Lüfter haben aber Nachteile.
Dafür wird wieder ein Netzgerät benötigt.
Sie produzieren Geräusche.
Und flacher als ein Kühlkörper mit hohen Rippen wird es auch nicht.

Die Klebepads für die Leds sind auch nicht wirklich anwenderfreundlich. Sie verhindern, dass die Betriebswärme der Leds zum Kühlkörper gelangen kann. Und wenn die Betriebswärme in den Leds bleibt, dann überhitzen sie und leben wesentlich kürzer als bei einem guten Wärmeübergang zum Kühlkörper. Mit Wärmeleitpaste (Leds werden angeschraubt) bzw. Wärmeleitkleber ist man besser bedient, weil die Schicht zwischen Led und Kühlkörper sehr dünn ist (weniger als 0,1mm).

[Cossart]

Der Kühlkörper selbst wird nicht besser, je mehr Kontaktstellen dieser zu den Leds hat.

Doch, wird er. Der Wärmewiderstand eines Kühlkörpers wird definitionsgemäß für die mittige Montage einer einzelnen Wärmequelle angegeben. Bei diskreter Montage vieler Wärmequellen kann man sich gedanklich den Kühlkörper in einzelne Abschnitte zersägt vorstellen, wo auf jedem Abschnitt nur eine Wärmequelle sitzt. Ein 5 cm langer Kühlkörperabschnitt besitzt aber nicht den doppelten Wärmewiderstand eines 10 cm langen Abschnitts, sondern, in diesem Beispiel, nur etwa den 1,3-fachen.

Und damit ist Kühlkörper bei mehreren Wärmequellen tatsächlich besser als bei einer einzigen.

[Cossart]

Die Klebepads für die Leds sind auch nicht wirklich anwenderfreundlich.

Sie sind im Gegenteil sogar sehr anwenderfreundlich. Kein Gehample mit Gewinderschneider oder Klebstoff.

Sie verhindern, dass die Betriebswärme der Leds zum Kühlkörper gelangen kann.

Unsinn!

Nehmen wir mal die Angaben im Eingangsbeitrag 2,84 Volt bei 0,7 Ampere und den ungünstigsten Fall, daß die LED nur Wärme, aber kein Licht abgibt, dann sind das 2 Watt pro LED. Eine Starplatine besitzt eine Auflagefläche von 280 mm², damit ergeben sich folgende Temperaturunterschiede zwischen Platine und Kühlkörper:

• Gute Wärmeleitpaste, Wärmeleitfähigkeit 6 W/(m·K), Schichtdicke 0,075 mm: 0,09 Kelvin,
• high-Tech-Wärmeleitkleber, Wärmeleitfähigkeit 4 W/(m·K), Schichtdicke 0,075 mm: 0,13 Kelvin,
• normaler Wärmeleitkleber, Wärmeleitfähigkeit 1 W/(m·K), Schichtdicke 0,075 mm: 0,54 Kelvin,
• gutes Wärmeleitpad, Wärmeleitfähigkeit 0,8 W/(m·K), Schichtdicke 0,125 mm: 1,12 Kelvin.

Selbst im ungünstigsten Fall wird die Star-Platine nur wenig mehr als ein Grad wärmer als der Kühlkörper. In der Praxis braucht man sich um den Übergang zum Kühlkörper die wenigsten Sorgen zu machen, deine Panikmache ist unbegründet.

[St4y Tun3d]

Dieser Wert ist bei den Klebepads angegeben:

Wärmeleitwert: 1,5W/mK

Grüße

[Cossart]

Wie dick ist es?

[St4y Tun3d]

Das steht leider nicht bei.
In der Beschreibung steht:

Die Pads leiten Wärme noch besser ab, als es Wärmeleitpaste allein je könnte, da sie absolut plan und gleichmäßig sind. Bei Wärmeleitpasten kann nur das menschliche Auge als Mass für eine möglichst homogene Fläche dienen...

wlp.jpeg (280.91 KiB) 14697 mal betrachtet

[Cossart]

Also ist es aller Wahrscheinlichkeit nach irgendwas zwischen 0,125…0,25 mm dick. Damit wird die Starplatine zwischen 0,6…1,2 Grad wärmer als der Kühlkörper.

Vernachlässigbar.

[St4y Tun3d]

Sauber - vielen Dank. Also reicht der 10mm hohe Kühlkörper?

[Cossart]

Welcher? Der oder der? Und wie lang soll der Kühlkörper werden?

[St4y Tun3d]

Der 2.
der

[Cossart]

Und wie lang? 1 Meter? 60 cm? Laß Dir doch bitte nicht jede Info einzeln aus der Nase ziehen …

[St4y Tun3d]

Sorry

1000mm