Netzteil surrt bei PWM-Dimmung

ab-tools · So, 08.11.09, 16:23

Hallo zusammen,

habe eine Beleuchtungseinheit mit PWM-Dimmer, die an folgendem Netzteil hängt:
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... A-12V.html

Läuft die Beleuchtung auf maximaler Lichtstärke (keine Dimmung), ist alles in Ordnung, wird jedoch gedimmt, fängt das besagte Netzteil relativ laut an zu surren.

Interessanterweise habe ich eine etwas kleinere Beleuchtungseinheit ebenfalls mit PWM-Dimmer an folgendem Netzteil, bei der dieses Problem jedoch nicht auftritt:
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... A-12V.html

Woran könnte das liegen bzw. wie lässt sich das Surren unterbinden?

Grüße und vielen Dank im Voraus für eure Tipps
Andreas

Beatbuzzer · So, 08.11.09, 16:47

Könnte die Entstördrossel sein.
Bei PWM-Dimmung entstehen bei jedem einschalten der Dimmers Stromstöße, welche in der Drossel im Netzteil eine Änderung der Stromstärke und somit auch eine Flussänderung im Kern der Drossel verursachen.
Dadurch fängt der Kern an zu schwingen (surren).
Das Netzteil sollte dadurch keinen Schaden nehmen, aber wenn das Gesurre stört, könnte ein größerer Kondensator parallel zum Netzteil Abhilfe schaffen. Der glättet die Stromstöße etwas und entlastet die Drossel.

Das es bei dem anderen Netzteil nicht surrt, könnte daran liegen, dass der Kern der Drossel dort mechanisch fest ist und nicht schwingen kann. Oder das keine Entstördrossel drin ist? (Halte ich für unwahrscheinlich).

ab-tools · So, 08.11.09, 16:52

Hallo Beatbuzzer,

wieder vielen Dank für deine schnelle Antwort!

Habe gerade noch ein bisschen getestet, daher nun ein paar zusätzliche Infos:
Ich habe 2 dieser 12V 8A Netzteile hier und bei beiden tritt dasselbe Problem auf (was einen Defekt eigentlich ausschließt).

Wenn ich jedoch die exakt gleiche Schaltung mit einem der 12V 4A Netzteile betreibe (ist dann zwar hart an der Leistungsgrenze, aber zum Testen OK), surrt auch bei Dimmung nichts.

Es scheint also wirklich nur mit den 8A Netzteilen diese Probleme zu geben. Das ist wirklich sehr ärgerlich.

Was für einen Kondensator sollte man hierfür nehmen?

Grüße und danke nochmals im Voraus
Andreas

P. S.: PWM-Frequenz liegt übrigens ca. bei 300 Hz, falls dies von Interesse ist.

Beatbuzzer · So, 08.11.09, 17:06

ab-tools hat geschrieben: Was für einen Kondensator sollte man hierfür nehmen?

PWM-Frequenz liegt übrigens ca. bei 300 Hz, falls dies von Interesse ist.

Was hast du denn für Kondensatoren da zum testen?
Also er muss mindestens die 12V abkönnen und sollte schon >4700µF sein. Ich nehme nämlich mal 1000µF pro 1A an.

Wenn die PWM-Frequenz 300Hz ist, dann hat das Surren auch eine Tonfrequenz von 300Hz. Du könntest auch mit der Frequenz aus dem hörbaren Bereich rausgehen, also >20kHz, dann sollte das Problem ebenfalls behoben sein.
Und wenn die PWM-Frequenz höher ist, reicht auch ein kleinerer Kondensator zum Glätten (evtl. schon der Stützkondensator im Netzteil).

ab-tools · So, 08.11.09, 17:15

Hallo Beatbuzzer,

Was hast du denn für Kondensatoren da zum testen?
Also er muss mindestens die 12V abkönnen und sollte schon >4700µF sein. Ich nehme nämlich mal 1000µF pro 1A an.

Ehrlich gesagt keine, ich müsste morgen bei Conrad (ist hier der nächste Laden, der so etwas haben sollte) einen entsprechenden holen.

Die maximal Strombelastung sollte bei rund 5A liegen.

Reicht da dieser aus oder muss man da noch auf irgendetwas Besonderes achten?
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=451843

Grüße
Andreas

Beatbuzzer · So, 08.11.09, 17:37

Nene, der ist zu klein.
4700µF , nicht 4700pF.
Das ist ein Unterschied vom Faktor 1.000.000

.

Ich hab mal einen etwas größeren für erhöhte Anforderungen rausgesucht. Kostet auch noch nicht die Welt, aber wenn du extra los musst, nimm lieber eine Stufe höher, dann ists sicherer, dass es auch was bringt.
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=446188

ab-tools · So, 08.11.09, 17:45

Hallo Beatbuzzer,

Nene, der ist zu klein.
4700µF , nicht 4700pF.
Das ist ein Unterschied vom Faktor 1.000.000 .

Na ja, bei diesem minimalen Unterschied...

Ich hab mal einen etwas größeren für erhöhte Anforderungen rausgesucht. Kostet auch noch nicht die Welt, aber wenn du extra los musst, nimm lieber eine Stufe höher, dann ists sicherer, dass es auch was bringt.
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=446188

Jup, der sieht schon ein bisschen "fetter" aus.

Und das Teilchen wird dann "parallel" zur 12V-Plus-Leitung des Netzteils angeschlossen?

Also in etwa so:
- Minus-Leitung zwischen Netzteil und Dimmer bleibt wie sie ist.
- Plus-Leitung zwischen Netzteil und Dimmer bleibt wie sie ist.
- Zusätzlich wird parallel zur Plus-Leitung zwischen Netzteil und Dimmer dieser Kondensator gehängt?

Grüße
Andreas

P. S.: An der PWM-Frequenz kann ich nichts ändern, dass ich hier einen "fertigen" Funk-Dimmer nutze.

Beatbuzzer · So, 08.11.09, 17:53

ab-tools hat geschrieben: Und das Teilchen wird dann "parallel" zur 12V-Plus-Leitung des Netzteils angeschlossen?

Also in etwa so:
- Minus-Leitung zwischen Netzteil und Dimmer bleibt wie sie ist.
- Plus-Leitung zwischen Netzteil und Dimmer bleibt wie sie ist.
- Zusätzlich wird parallel zur Plus-Leitung zwischen Netzteil und Dimmer dieser Kondensator gehängt?

Leitungen bleiben so wie sie sind.
Zusätzlich wird der Pluspol des Kondensators an plus vom Netzteil gehängt.
Und der Minuspol vom Kondensator an den Minuspol des Netzteils.

ab-tools · So, 08.11.09, 18:09

Hallo Beatbuzzer,

Leitungen bleiben so wie sie sind.
Zusätzlich wird der Pluspol des Kondensators an plus vom Netzteil gehängt.
Und der Minuspol vom Kondensator an den Minuspol des Netzteils.

Super, vielen Dank; jetzt habe ich es verstanden.

Werde die nächsten Tage so ein Teil organisieren und berichte dann, ob's geklappt hat.

Grüße und danke nochmals für deine (erneut) super-schnelle Hilfe
Andreas

Beatbuzzer · So, 08.11.09, 18:22

Gibts dann eigentlich auch nochmal ein paar Bilder, wenn dein ganzes Vorhaben fortgeschritten ist?
Bei ca. 30 KSQs mit Funkdimmung und jeder Menge 12V 8A / 12V 4A Netzteilpower scheinst du ja einiges in Plaung zu haben

ab-tools · So, 08.11.09, 18:33

Hallo Beatbuzzer,

Gibts dann eigentlich auch nochmal ein paar Bilder, wenn dein ganzes Vorhaben fortgeschritten ist?
Bei ca. 30 KSQs mit Funkdimmung und jeder Menge 12V 8A / 12V 4A Netzteilpower scheinst du ja einiges in Plaung zu haben

Tatsächlich ist es insgesamt schon ein etwas größeres Projekt:
Ein recht großer Raum, der mit insgesamt 6 Beleuchtungseinheiten zu je 9 warm-weißen LEDs ausgestattet wird und 2 kleinere Räume, die je mit 6 Tripel-Rebel-LEDs beleuchtet werden. Sämtliche Beleuchtungseinheiten (sowohl die weißen als auch die farbigen) können unabhängig voneinander über Funk (kein Infrarot) gesteuert werden.

Bis jetzt ist davon nur 1 warm-weiße Beleuchtungseinheit in den produktiven Testbetrieb (klingt irgendwie witzig

) gegangen. Bis alles abgeschlossen ist, wird es jedoch noch bis ca. Ende des Jahres dauern, da ich zuvor auf die Fertigstellung einiger Umbauarbeiten warten muss.

Gerne poste ich aber nach Abschluss des Projektes einige Bilder.

Viele Grüße
Andreas

ab-tools · Fr, 27.11.09, 16:22

Hallo Beatbuzzer,

habe es nun mal mit dem Kondensator probiert, aber wenn ich da den 10000µF dranhänge, wird das Surren nur ganz minimal leiser.

Daher habe ich testweise nun mit einem noch größeren Kondensator (47000µF; das ist schon ein ziemlich dickes Teil (ca. 3,5 * 4 cm groß) probiert und selbst damit ist das Surren noch zu hören (wenn auch noch etwas leiser).

Das kann doch gar nicht sein, oder?

Grüße
Andreas

Beatbuzzer · Fr, 27.11.09, 17:04

ab-tools hat geschrieben: Daher habe ich testweise nun mit einem noch größeren Kondensator (47000µF; das ist schon ein ziemlich dickes Teil (ca. 3,5 * 4 cm groß) probiert und selbst damit ist das Surren noch zu hören (wenn auch noch etwas leiser).

Hmm...
Vielleicht ist der Kondensator "zu langsam" (nicht Low-ESR), sodass er die Stromspitzen nicht glätten kann, aber bei 300Hz kann ich mir das noch nicht vorstellen...
Frage an alle:
Was, ausser PWM-Frequenz verändern und Elko dranschalten könnte das surren noch verringen oder verhindern?

Sailor · Fr, 27.11.09, 22:37

300 Hertz ist schon eine sehr niedrige Frequenz. Um die Rückwirkung und damit das unerwünschte Schwingen zu vermeiden, müsste ein LC-Glied eingebaut werden. Bei der Frequenz und dem Strom wird´s aber wohl zu dick. Trotzdem würde ich versuchen, beide Verbindungsleitungen jeweils über einen Ferritkern zu wickeln (zusätzlich zum Kondensator).

Oder besser jeweils einen Kondensator vor und hinter den Spulen.

ab-tools · Fr, 27.11.09, 22:42

Hallo Sailor,

Trotzdem würde ich versuchen, beide Verbindungsleitungen jeweils über einen Ferritkern zu wickeln (zusätzlich zum Kondensator).

Welche Verbindungsleitungen meinst du? Die Leitungen des Kondensator oder die Plus-/Minus-Leitung, die vom Netzteil zum Dimmer führt?

Grüße
Andreas

P. S.: Wo bekommt man eigentlich solch einen Ferritkern her?

Sailor · Fr, 27.11.09, 22:49

Die Leitungen, die Netzteil und Dimmer verbinden.

Am besten hilft wohl ein Kondensator am Ausgang vom Netzteil, einer am Eingang des Dimmers und mindestens in einer Leitung dazwischen eine Spule, besser in beiden Leitungen, dann wird die einzelne Spule nicht so groß.

Das Summen kommt nicht (nur) durch die Laständerungen, sondern auch durch die beiden verwendeten Frequenzen zustande, die entweder im direkten Frequenzbereich fast gleich sind oder im nahen Spiegelfrequenzbereich.

Edit:
Ferritkerne sind z.B. in Mittelwellenantennen, wenn kein altes Radio zur Hand ist sicher bei den großen Versendern erhältlich.

ab-tools · Fr, 27.11.09, 22:53

Hallo Sailor,

danke für deine Antwort.

Am besten hilft wohl ein Kondensator am Ausgang vom Netzteil, einer am Eingang des Dimmers und mindestens in einer Leitung dazwischen eine Spule, besser in beiden Leitungen, dann wird die einzelne Spule nicht so groß.

Das Summen kommt nicht (nur) durch die Laständerungen, sondern auch durch die beiden verwendeten Frequenzen zustande, die entweder im direkten Frequenzbereich fast gleich sind oder im nahen Spiegelfrequenzbereich.

Entschuldige bitte die vielleicht doofe Frage, aber was für eine Spule muss hierfür genommen werden?
Auf was muss ich beim Kauf (am liebsten bei Conrad oder Bürklin, da in der Nähe) achten?

Beste Grüße
Andreas

Sailor · Fr, 27.11.09, 22:59

Das konnte ich mal locker ausrechnen, ist aber schon lange her. Lass mich erst noch mal in meinen Unterlagen nachsehen, bevor ich Blödsinn verzapfe. Bis Sonntag sollte ich´s haben, wenn nicht einer der jungen Studiosis mir zuvorkommt.

ab-tools · Fr, 27.11.09, 23:09

Hallo Sailor und Beatbuzzer,

habe gerade nochmals ein bisschen getestet und wenn ich am Eingang des Dimmer den "fetten" 47.000 µF Kondensator und am Ausgang des Netzteils einen kleineren 4.700 µF Kondensator anschließe, ist das Surren fast nicht mehr zu hören. Also grundsätzlich bringen tun die Kondensatoren schon etwas, ich hätte nur nicht gedacht, dass hierfür derart viel bzw. große Kondensatoren nötig sind.

Wenn ihr also nicht noch eine deutlich bessere Idee habt, kann ich das Problem notfalls auch mit den beiden Kondensatoren lösen.

Grüße und danke für eure Tipps
Andreas

Sailor · Fr, 27.11.09, 23:13

Dabei wirkt der Leitungswiderstand mit. Mit einer Spule kommen wir dann wohl hin. Das kannst Du testen, wenn Du eine Leitung über einen Nagel oder eine Eisenschraube (nicht Nirosta) wickelst, mindestens 10 Wicklungen sollten es schon sein.

ab-tools · Fr, 27.11.09, 23:17

Hallo Sailor,

Dabei wirkt der Leitungswiderstand mit. Mit einer Spule kommen wir dann wohl hin. Das kannst Du testen, wenn Du eine Leitung über einen Nagel oder eine Eisenschraube (nicht Nirosta) wickelst, mindestens 10 Wicklungen sollten es schon sein.

Also die Plus-Zuleitung des Dimmers verlängern, sodass ich sie 10 mal um eine Schraube wickeln kann?

Grüße
Andreas

Sailor · Fr, 27.11.09, 23:19

Ja, die Schraube muss nur magnetisch sein. Deshalb keine Nirosta-Schraube.

Edit: nicht magnetisch, magnetisierbar!

ab-tools · Fr, 27.11.09, 23:28

Hallo Sailor,

OK, ich werde das morgen mal testen.

Grüße
Andreas

Sailor · Sa, 28.11.09, 07:29

Wenn Du eine Änderung hören kannst, wird der Erfolg mit solchen Ringkernen oder bei Doppellitze und schwer trennbaren Leitungen mit den geteilten besser.

Die ungeteilten bevorzuge ich, nicht nur wegen dem Preis, Die Leitung lässt sich auch bei denen durch den Ring wickeln, was die Wirkung verstärkt. Mit einem Schpfschlauch darüber sieht es auch gut aus und hält fest auf der Leitung.

Manchmal habe ich auch eine nicht mehr benutzte Zuleitung mit eingeschweißtem Ringkern in meiner Kabelkiste....

Zur Schraube:
Die Anzahl der Windungen auf der Schraube kannst Du mal variieren, um die Dämpfung festzustellen.

Die Links sind beispielhaft, solche Kerne sollte jeder einschlägige Versender und Elektronikanbieter haben.

Beatbuzzer · Sa, 28.11.09, 12:56

@ab-tools:
Kurz mal eine Erklärung dazu, da du ja technisch doch interessiert wirkst, und du es vielleicht nicht weisst:

Der Ferritkern bildet zusammen mit der Leitung eine Spule (Induktivität).
Induktivitäten haben die Eigenschaft, dem Wechselstrom einen Scheinwiderstand entgegen zu wirken. Also wie ein ohmscher Widerstand bei Gleichspannung.
Dieser Scheinwiderstand wird umso größer, je höher die Frequenz des Wechselstromes ist.
Der Dimmer, den du am Netzteil angeschlossen hast, erzeugt eine Art Wechselspannung (pulsierende Gleichspannung), welche mit der Gleichspannung, welche vom Netzteil kommt, vermischt ist.
Die Spule filtert jetzt mit ihrem Scheinwiderstand den Wechselanteil aus der Netzteilspannung raus (minimiert ihn). Somit fließt nur noch Gleichspannung, welche im Netzteil kein surren verursacht.

Ich ging anfänglich davon aus, dass die Drossel im Netzteil schon für eine Filterung sorgt und man mit einem Kondensator hinkommt, aber da hab ich mich wohl getäuscht