Beleuchtung für Meerwasseraqarium Stromversorgung

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

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hiwi
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Fr, 27.07.12, 10:09

Hallo zusammen,

hätte mal eine Frage zum Thema Konstantstrom bzw Stromversorgung LED. Ich beabsichtige eine
Beleuchtung für mein Meerwasseraquarium zu bauen. Zum Einsatz sollen 60 Cree XM-l weiß sowie je 30
Cree XP-E in blau und Royalblau kommen. Ich würde die 60 Cree XM-L gerne über ein Netzteil von Meanwell 48V 320W speisen. Dazu würde ich 15 LED jeweils in Reihe schalten, somit erhalte ich pro LED
max. 3,2 Volt. Laut Datenblatt dann einen Strom pro LED von max. ca.1650mA. Somit dürfte den LED doch nichts passieren. Das Netzteil ist auch regelbar und kann den Ausgangsstom von 0-100% durch
Steuerspannung 0-10V regen. Dies würde ich Nutzen um die LED in der Helligkeit zu steuern. Im Normalbetrieb hätte ich vor den Strom bei 1400mA zu begrenzen. Da ich aber 4 Stränge parallel schalte
muss ich den Ausgangsstrom des Netzteils ja auf dann 5200mA einstellen. Wenn einer der Stränge dann Ausfällt passt das mit dem Strom dann nicht müsste sich aber durch die max. Spannung des Netzteils
begrenzen. Kann ich das so Bauen oder gibt es aus Euerer Sicht da ein Problem ???
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Sebi41
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Fr, 27.07.12, 13:30

Da kannst du im Datenblatt auf Seite 4 nachlesen dass bei 3,2V etwa 2100 mA fließen wenn ein Strang ausfällt.Ist durch die Spannung begrenzt.
http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/ ... ampXML.pdf
Die Leds müssen dass schon verkraften mit ausreichender Kühlung :)
Wenn du dann die entsprechende Steuerspannung anlegst für 1400 mA pro Strang müsste alles passen
Mit dem Multimeter kannst du dann ja an einer Led pro Strang nachmessen ob du etwa 3,1V Spannungsabfall hast :wink:
hiwi
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Mo, 30.07.12, 06:42

o.k. aber ich hätte die regelbare Konstantstromquelle als Dimmer verwenden wollen. Lese aber überall nur was von PWM.
Wie ist das wenn ich das über den Gesamtstrom aller Stänge machen möchte ??
hiwi
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Mo, 30.07.12, 08:02

Hallo,

geht das so oder nicht ? siehe Schaltung
mps_scan.pdf
Schaltung
(97.95 KiB) 218-mal heruntergeladen
Loong

Mo, 30.07.12, 09:24

Hallo,

also, Dein ursprünglicher Plan mit dem (ich vermute) Meanwell HLG-320H würde funktionieren. Du hast Dich nur verrechnet, 4 x 1400 mA macht 5600 mA, nicht 5200. Das Meanwell-Netzteil besitzt zwei eingebaute Potis (Stellregler), mit denen Du Ausgangsstrom und -spannung einstellen kannst. Du kannst also den Strom schon von Haus auf 5600 mA begrenzen und musst das nicht mit der Dimmung machen.

Versprich Dir von der Dimmung auch nicht zuviel. Das HLG läßt sich auf 10 % des eingestellen Ausgangsstroms runterdimmen. Aufgrund der logarithmischen Helligkeitswahrnehmung des Auges erscheint dieses Zehntel aber nur als Halbierung. Anders ausgedrückt, auf 10 % erscheint es immer noch halb so hell wie ungedimmt.

Wenn bei dieser Lösung ein Strang ausfällt, steigt der Strom in den verbliebenen Strängen von 1400 auf 1867 mA (+33 %) an. Laut Datenblatt erhöht sich damit die Vorwärtspannung um rund 0,1 Volt, also zusammen 1,5 Volt pro Strang. Ich denke schon, daß sich so der Strangstrom über die Ausgangsspannung des Netzteils begrenzen läßt. Einstellen kannst Du die Begrenzung aber erst, wenn sich der Aufbau im thermischen Gleichgewicht befindet, also nach einiger Zeit (vielleicht 1 Stunde oder so) des laufenden Betriebs, weil die Vorwärtsspannung gleichzeitig auch temperaturabhängig ist.
geht das so oder nicht ? siehe Schaltung
Das geht nicht. Wo ist in dieser Schaltung die Konstantstromeinprägung?
hiwi
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Mo, 30.07.12, 09:54

Na ich dachte, wenn ich die Eingangsspannung auf 22V begrenze fallen an meinen 7 LEDs je 3,14V pro LED ab
somit müsste sich doch automatisch ein Strom von max. ca.1800mA einstellen laut Datenblatt.
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Achim H
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Mo, 30.07.12, 13:16

Das wäre soweit richtig.
Wenn die Leds allerdings ihre Betriebswärme erreicht haben, ist deren Vorwärtsspannung für gewöhnlich um einige Zehntel Volt geringer. Da die Leds über die Spannung und nicht über den Strom betrieben werden, wird im Gegenzug der Strom größer. Die 4 Stränge könnten letztendlich mehr Strom ziehen wollen, als das Netzteil abgeben kann. Auf deutsch: Das Netzteil würde überlastet werden. Möglicherweise ziehen die Leds auch mehr Strom, als gut für sie wäre.

Ungefähr:
xml_betriebswarm.png
Die beiden hinzugefügten Graphen zeigen die Reduzierung der Vorwärtsspannung um 0,1 bzw. 0,2V. Wie hoch der Strom dann ungefähr sein wird, braucht man nur noch ablesen. Rot eingezeichnet die Betriebsspannung von 3,14V, mit der die Leds weiterhin betrieben werden.
hiwi
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Mo, 30.07.12, 14:15

o.k. hab ich verstanden, das bedeutet ich sollte auf jeden Fall eine Konstantstromquelle in jeden Strang einbauen.
um die LEDs zu schützen. Für das Dimmen meiner LED benötige ich dann noch ein PWM Signal. Hätte vor das mit einer Siemens LOGO zu machen. und am Transistorausgang einen BUZ 11 oder so zu treiben der dann die LED versorgt. Sind aber leider nur 50 Hz möglich, was haltet Ihr davon ??
Loong

Mo, 30.07.12, 14:44

Das wird nicht gehen. Die Siemens-LOGO! ist viiieeel zu langsam um ein PWM-Signal zu erzeugen, mit dem man LEDs dimmen kann. Im günstigsten Fall, d. h. wenn die LOGO! nix anderes tut als sich um das PWM-Signal zu kümmern, kommt sie vielleicht auf eine Zykluszeit von 10 ms. Wenn Dein PWM-Signal 1000 Stufen (unterschiedliche Puls-Pausen-Verhältnisse) haben soll, ist die schnellst-mögliche PWM-Frequenz 0,1 Hz. Ja, ich weiß selber, daß man den PWM-Block schneller parametrieren kann. Nur richtig funktionieren tut er dann nicht.

Edit: Siehe auch da: http://www.automation.siemens.com/WW/fo ... anguage=de
Zuletzt geändert von Loong am Mo, 30.07.12, 14:53, insgesamt 1-mal geändert.
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Achim H
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Mo, 30.07.12, 14:46

PWM mit nur 50 Hertz (so viel wie die Netzfrequenz) ist Käse. Das Licht wird sichtbar flimmern. Mindestens 125Hz sollte es schon sein. Um eine (oder mehrere) Konstanststromquellen wirst Du auch nicht drumrum kommen. Hier im Forum gibt es einige Leutchen, die eine 2 Transistor KSQ planen und berechnen können (ich kann das nicht, dafür bin ich zu blöde). Die Betriebsspannung müsste nur über einen Transistor oder Fet laufen, und schon kann man die Elektronik mit einem PWM-Signal speisen (wie das geht, weiß ich aus dem vorliegenden Grund "Blödheit" ebenfalls nicht. Es reicht, wenn andere Leute das wissen.).
hiwi
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Di, 31.07.12, 08:02

o.k. auch verstanden, werde jetzt wie bereits als Pdf beigefügt mit Hochleistungsdimmer
arbeiten die ich mit 0-10V aus meiner Logo! ansteuere und vor jedem Strang eine Konstantstromquelle 1400mA schalten.
Dann müsste es doch o.k. sein :roll:
Loong

Di, 31.07.12, 09:15

Ich weiß nicht, wie begeistert Konstantstromquellen sein werden, wenn man eine PWM nachschaltet. Da habe ich keine Erfahrung, vielleicht können andere etwas dazu schreiben, ob und wenn ja, mit welchen KSQ das klappt.

Edit: Du kannst doch anstelle des PWM1-Dimmer in deinem Schaltplan von weiter oben gleich eine dimmbare KSQ nehmen, z. B. diese hier. Dann bräuchtest Du nur noch einen Umsetzer 1-10 V -> PWM.
Borax
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Di, 31.07.12, 12:25

Muss es wirklich bis auf 0% runter gehen? Klar das Auge nimmt auch 10% noch als sehr hell wahr, aber für das Meerwasseraqarium sind es trotzdem nur 10%. Dann könnte man einfach für jeden Strang eine eigene 1-10V dimmbare 230V KSQ nehmen und fertig.
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