Dimmer hinter KSQ brennt durch

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Moderator: T.Hoffmann

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Steffen M.
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Di, 15.01.19, 12:26

Hallo zusammen,

wir haben in unserem Wohnzimmer einen dreieinhalb Jahre alten LED-Deckenfluter (38,5 W) mit Lesearm (10,5 W) der Marke Fischer Honsel Shine 211372 stehen. Die Lampe wird über zwei Taster bedient, einen zum Schalten und Dimmen des Lesearms und den anderen logischerweise zum Schalten und Dimmen für den Fluter (Push-Type-Dimmer).

Kürzlich zeigte sich ein Defekt des Lesearms: Es gab Blinklicht mit ca. 2 Hz bis 5 Hz statt kontinuierlichem Leuchten, die Blinkfrequenz war abhängig von der Helligkeitseinstellung am Dimmer. Da der Hersteller keine Ersatzteile mehr liefert, begab ich mich selbst auf Fehlersuche und stellte fest, dass der Defekt im Bereich der Konstantstromquelle für den Lesearm (VIG K05-12C550, Primär: 100-240 V AC, Sekundär: 550 mA, 6 - 24 V DC) liegt und nicht im Bereich des separaten Dimmers (VIG K54-T60B, der sich auf der Sekundärseite zwischen KSQ und Panel befindet). Schloss man eine Prüflast direkt an der KSQ an, oszillierte der Strom auch da - ganz ohne Dimmer.

Kurzer Hinweis dazu: Die Lampe besitzt zwei nicht dimmende KSQ, eine stärkere für den Fluter (Sekundär: 1 A, bis zu 60 V) und eine (defekte) für den Lesearm, wie oben spezifiziert. Beide KSQ sind primärseitig permanent am Netz. Zwischen jeder der KSQ und den LED-Panels gibt es jeweils ein Key-/Push-Type Dimmer-/Schalter-Modul (VIG K54-T60B), das wie folgt spezifiziert ist: 7 - 60 V, max. 1,5 A. Der Dimmer speichert die Helligkeitseinstellung, solange primärseitig die Spannung nicht ausfällt. Vermutlich sorgt der Dimmer auch für einen Schutz der sekundärseitig geschalteten Panels.

Nun gut, nachdem ich den Defekt dem KSQ zweifelsfrei zuordnen konnte und augenscheinlich in der KSQ keine kalte Lötstelle oder einen dicken Elko sah, versuchte ich Ersatz für die komplette Lesearm-KSQ zu finden und kaufte eine KSQ vom Typ TCI SMART32, da diese auch in die Aussparungen im Lampenfuß passte. Bei der KSQ lässt sich der Ausgangsstrom per DIP-Schalter zwischen 250 mA und 1 A konfigurieren, u.a. werden die benötigten 550 mA angeboten, sodass ich sie auf 550 mA einstellte. Die Spannung bewegt sich laut Datenblatt des SMART 32 zwischen 10 V und 45 V.

Jedenfalls glaub(t)e ich (naiverweise?), dass ich hier nur auf die 550 mA zu achten habe, zumal ja die 10,5 W des Lesearms bei 550 mA eine Spannung von ca. 19 V benötigen und somit im richtigen Bereich liegen sollten.

Ich baute die KSQ ein, schloss den Dimmer an und die Lampe funktionierte zunächst einwandfrei...

Nach ca. 30 Minuten Betrieb von Lesearm und Fluter roch es gestern Abend deutlich "nach Strom" und ich stellte fest, dass die Endstufe des Dimmers (ein ungekühlter N-Kanal MOSFET vom Typ P30NF10, der für 100 V und 35 A spezifiziert ist, das aber dann trotz nur 0,038 Ω sicher nur gekühlt) des Lesearms wohl etwas zu warm geworden war.

Nun meine Frage an die Experten: Wie konnte das passieren? Der Push-Type-Schalter/Dimmer ist laut Typenschild für Spannungen zwischen 7 und 60 Volt und für Ströme bis 1,5 A spezifiziert. Auch die neue KSQ begrenzt auf 550 mA. Ein baugleicher Dimmer ist in der Lampe für den Fluter im Einsatz, dieser wird mit einer höheren Spannung und einem höheren Strom betrieben. Da sieht nichts auch nur ansatzweise geröstet aus. Und der Lesearm funktionierte nach dem Tausch der KSQ zunächst nahezu normal. Eine kleine Einschränkung hier: Mir fiel auf, dass der Lesearmdimmer zwar heller dimmte, aber bei Erreichen der maximalen Helligkeit erst wieder dunkel wurde, wenn man den Taster kurz losließ. Bei Fluter wird dagegen bei Gedrückthalten hoch- und runtergefahren. Ich kann aber nicht sagen, ob das schon immer so war.

Zwei Hypothesen: 1) Ich habe auf Grund der höheren Spannung der neuen KSQ den Fehler provoziert (aber weshalb?). 2) Das Dimmermodul hatte durch das defekte KSQ mit seinem oszillierenden Ausgang schon einen Schaden abgekriegt.

Eine KSQ mit integriertem Push-Type-Dimmer wollte ich nicht kaufen, weil die, die ich gesehen habe, beim Push-Type-Dimmer Netzspannung auf den Push-Eingang geben. Ich wollte aber keinesfalls den Taster in der Lampe mit primärseitiger Spannung beaufschlagen.

Was ich auch nicht verstehe: Hinter beiden Dimmern geht über jeweils einen Entstörkondensator eine Leitung zur Gehäusemasse (sekundärseitig!). Welchen Sinn hat das? Sollte man das nicht primärseitig tun (und dann dem Metallgehäuse einen Schutzleiter verpassen)?

Bilder zu dem Ganzen unter: https://bit.ly/2DbuxG6

Wie sollte ich nun vorgehen? Was wäre ein passender Ersatz für das sekundärseitige Dimmermodul?

Über Tipps würde ich mich sehr freuen und sage im Voraus schon einmal Danke!

Viele Grüße
Steffen
Buddhamilch
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Di, 15.01.19, 14:05

> Zwischen jeder der KSQ und den LED-Panels gibt es jeweils ein Key-/Push-Type Dimmer-/Schalter-Modul (VIG K54-T60B), das wie folgt spezifiziert ist: 7 - 60 V, max. 1,5 A.
Dieser Gerät ist für ein Festspannungsnetzgerät geeignet, welche eine Spannung zwischen 7 bis max. 60V liefert, nicht jedoch für eine Konstantstromquelle.
Bei einer Konstantstromquelle ist der Ausgangsspannungsbereich zwar variabel, aber dieses Gerät liefert einen konstanten Strom.
Max. 1,5A bedeutet, der Strom ist nicht konstant.

War dieser Schalter/Dimmer original in der Lampe drin oder wurde dieser nachträglich dort eingebaut?
Der Ausgang einer Konstantstromquelle darf nämlich nicht nachträglich noch geschaltet werden. Das trifft auch auf eine Pulsweitenmodulation (PWM) zu.

Warum nicht?
Ohne angehängte Last erkennt die Konstantstromquelle den Verbraucher nicht mehr und lädt den ausgangsseitig eingebauten Kondensator auf das Maximum auf.
Wird der Schalter nun wieder geschlossen, entlädt sich der Kondensator schlagartig. Dabei fließt ein deutlich höherer Strom als auf der Konstantstromquelle aufgedruckt ist. Sehr häufig stirbt dabei eine Led (das schwächste Glied der Kette), zumindest werden aber alle Leds vorgeschädigt.
Steffen M.
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Di, 15.01.19, 14:21

Buddhamilch hat geschrieben:
> Dieser Gerät ist für ein Festspannungsnetzgerät geeignet, welche eine Spannung
> zwischen 7 bis max. 60V liefert, nicht jedoch für eine Konstantstromquelle.

O.K., das war mir nicht bewusst. Definitiv waren zwei Konstantstromnetzteile verbaut, daher habe ich das für den Lesearm zuständige auch wieder gegen ein solches ersetzt.

> Bei einer Konstantstromquelle ist der Ausgangsspannungsbereich zwar variabel, aber
> dieses Gerät liefert einen konstanten Strom.
> Max. 1,5A bedeutet, der Strom ist nicht konstant.

Leuchtet mir prinzipiell ein. Ich ging von Folgendem aus: Maximal dürfen 1,5 A durch den Dimmer fließen. Meine Annahme war: Es ist eine Konstantstromquelle vorhanden, die mir den Strom für das Panel auf 550 mA treibt bzw. begrenzt. Der Dimmer macht darauf eine PWM. Maximal darf ich den Dimmer an einer Konstantstromquelle betreiben, die 1,5 A liefert. Daher könnte er gemäß seiner Spezifikationen durchaus passen. Offensichtlich lag ich hier falsch.

> War dieser Schalter/Dimmer original in der Lampe drin oder wurde dieser nachträglich
> dort eingebaut?

Die Lampe wurde so gekauft. Wir haben bislang daran nichts verändert. Lediglich nach rund einem Monat fielen auf Grund einer kalten Lötstelle eine Reihe LEDs aus. Ich erhielt dann ein neues LED-Panel vom Händler, das ich einbaute. Im Fußteil der Lampe, in dem sich die zwei Konstantstromquellen und die beiden Dimmermodule sowie die Entstörkodensatoren befinden, gab es keinerlei Modifikationen. Da ist auch augenscheinlich nichts beim Händler geöffnet/umgebaut worden.

> Der Ausgang einer Konstantstromquelle darf nämlich nicht nachträglich noch geschaltet
> werden. Das trifft auch auf eine Pulsweitenmodulation (PWM) zu.

Das hatte ich gelesen, insofern hat es mich schon gewundert. Ich nahm an, dass der Dimmer die LED in irgend einer Form schützt.

> Warum nicht?
> Ohne angehängte Last erkennt die Konstantstromquelle den Verbraucher nicht mehr und
> lädt den ausgangsseitig eingebauten Kondensator auf das Maximum auf.
> Wird der Schalter nun wieder geschlossen, entlädt sich der Kondensator schlagartig.
> Dabei fließt ein deutlich höherer Strom als auf der Konstantstromquelle aufgedruckt
> ist. Sehr häufig stirbt dabei eine Led (das schwächste Glied der Kette), zumindest
> werden aber alle Leds vorgeschädigt.

Klingt logisch, wobei ich hier, wie gesagt, nicht genau weiß, was der Dimmer sonst noch macht. Leider finde ich den im Sortiment von VIG nicht.

Viele Grüße
Steffen
Steffen M.
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Di, 15.01.19, 14:26

Dann wäre vielleicht eine dritte Hypothese diese hier:

Der deutlich höhere Spannungsbereich des neuen Konstantstromnetzgeräts und die Taktung der PWM des Dimmers führen immer in den Einschaltzyklen der PWM zu großen Stromspitzen (Entladung des auf 50 V aufgeladenen Ausgangs-ELKOs). Diese Stromspitzen überhitzen den ungekühlten MOSFET (und hätten früher oder später auch die LEDs gebraten). Das alte Konstantstromnetzgerät hatte dagegen seine Spannungsbegrenzung sehr nahe bei der Betriebsspannung der LEDs.
Borax
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Di, 15.01.19, 15:32

Prinzipiell ist es schon möglich eine KSQ so zu bauen, dass sie bei Unterbrechung keine LEDs zerstört. Ich hab das mit einer '2-Transistor-KSQ' ja schon mal getestet (siehe: http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?p=192809#p192809 ). Man könnte also hinter eine Schalt-KSQ (mit Ausgangskapazität) noch eine lineare nachschalten die quasi nur als 'Limiter' fungiert. Ob das bei kommerziell erhältlichen KSQs so gemacht wird, bin ich aber überfragt. Zumindest bei den Steckernetzteil-KSQs hier aus dem Shop ist das aber so (siehe: http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?p=150356#p150356 ). 'Üblich' ist es aber nicht.
Steffen M.
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Di, 15.01.19, 19:47

Borax hat geschrieben:
> Prinzipiell ist es schon möglich eine KSQ so zu bauen, dass sie bei
> Unterbrechung keine LEDs zerstört.

Und vermutlich auch keinen Dimmer.

> Ich hab das mit einer '2-Transistor-KSQ'
> ja schon mal getestet (siehe:
> http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?p=192809#p192809 ). Man könnte also
> hinter eine Schalt-KSQ (mit Ausgangskapazität) noch eine lineare
> nachschalten die quasi nur als 'Limiter' fungiert.

O.K. Was wäre denn die saubere Lösung? Eine KSQ mit Dimmer-Eingang zu nehmen, nehme ich an. Gibt es Konstantstromquellen mit Push-Type Schalter-/Dimmer-Eingang, bei denen der Taster keine 230 Volt führt, sondern galvanisch getrennt sein kann? Da ich das nicht fand, kam ich auf die naive Idee, die vorhandene Konstantstromquelle durch eine mit gleichem Ausgangsstrom zu ersetzen.

> Ob das bei kommerziell
> erhältlichen KSQs so gemacht wird, bin ich aber überfragt. Zumindest bei
> den Steckernetzteil-KSQs hier aus dem Shop ist das aber so (siehe:
> http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?p=150356#p150356 ). 'Üblich' ist es
> aber nicht.

Gegen ein Steckernetzteil spricht erstmal nichts, das würde Bauformprobleme im Fuß der Lampe lösen. Die Frage ist, ob es da etwas mit galvanisch getrenntem Dimmereingang gibt.

Vielen Dank und viele Grüße
Steffen
Borax
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Di, 15.01.19, 23:20

> Was wäre denn die saubere Lösung? Eine KSQ mit Dimmer-Eingang zu nehmen, nehme ich an.
Ja.
> Gibt es Konstantstromquellen mit Push-Type Schalter-/Dimmer-Eingang, bei denen der Taster keine 230 Volt führt, sondern galvanisch getrennt sein kann?
Kenne ich leider auch keine. Ich kenne nur die 3 Stufen Meanwell: https://www.leds.de/meanwell-plm-40-1050-1050-ma-konstantstromquelle-95198.html wobei das kein eigener Dimm-Eingang ist.
Die 'üblichen' mit 3-in-1 Dimmfunktion müsste man mit einer zusätzlichen Schaltung (z.B. Arduino o.ä.) erst auf Push-Type Dimmer umrüsten (die Meranwell LCM-40 hat einen eigenen 12V Ausgang, denn man für so was verwenden kann).
Aber was ist so schlimm daran, dass der Taster 230V schaltet? Dann ginge die Meanwell LCM-25-DA KSQ: https://www.leds.de/mehr/elektroinstallation/stromquellen/meanwell-lcm-25da-dali-350-1050-ma-konstantstromquelle-95268.html
> Gegen ein Steckernetzteil spricht erstmal nichts...
Da sind mir aber keine mit hinreichend Leistung bekannt. Mit Dimmeingang schon gar nicht. Die 350mA geht von 21V bis 35V: https://www.leds.de/mehr/elektroinstallation/stromquellen/eaglerise-konstantstromquelle-350ma-95092.html Ist aber dann schon wesentlich dunkler als die 550mA. Und ob die 21V niedrig genug sind (deine hatte ja 6-24V) müsstest Du messen.
Buddhamilch
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Mi, 16.01.19, 05:17

Der TCI Jolly TRT 32-Push (127016) kann einen Strom von 350 bis 700mA (in 50mA-Schritten einstellbar) liefern (max. 32W) und ist per Push-Dimmung (230V) dimmbar.

Auf der Oberseite des Gehäuse gibt es ein Mäuseklavier, wo der Strom eingestellt werden kann:
(von rechts nach links)
DIP 1 add 50mA.
DIP 2 add 100mA.
DIP 3 add 200mA.

@ 550mA würde der Ausgangsspannungsbereich von 10 bis 50V reichen.

Die KSQ ist mit Befestigungslaschen 85mm lang, 40mm breit und 27mm hoch.
Die Kabel kommen seitlich aus dem Gehäuse.

Inrush Current: 5A/50µsec
StandBy: <0,25W

Kaufen kann man diese KSQ bei Ledclusive:
https://www.ledclusive.de/Hersteller/TCI/DC-Jolly-TRT::1904.html

Gehäuse Abmessungen + Anschluss-Schemata --> siehe "mehr Bilder"
Datenblatt --> siehe "Downloads"
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