Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strombegrenzung für 24V LED-Spots


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von Matthias .. (chillin)


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Servus Zusammen,

habe eine Frage zur Umsetzung einer LED-Beleuchtung.

Zur Situation:
Es sollen LED-Spots über ein DMX-Modul gesteuert werden. Zur Beleuchtung 
im Haus.
Die LED-Spots werden geliefert mit einem Vorschaltgerät für 230V. Das 
Vorschaltgerät wird nicht genutzt um die Spots an 24V über einen 
DMX-Controller zu betreiben.
Die Spots haben 7 LEDs in Reihe verbaut, weiter nichts. Das 
Vorschaltgerät liefert beim Betrieb 24V bei 300mA und hat wohl intern 
eine Strombegrenzung verbaut.

Es sollen ca. 8 DMX-Controller mit insgesamt ca. 50 LED-Spots betrieben 
werden.

Theoretisch könnten die Spots direkt über ein 24V Netzteil betrieben 
werden.
Da der Betrieb von LEDs ohne Vorwiderstand oder LED-Treiber unklug ist 
hier meine Frage:

Wie würdet ihr hier eine Strombegrenzung realisieren?
 - Vorwiderstand: Wie wird dieser ausgelegt? (Theoretisch fällt am 
Vorwiderstand ja keine Spannung ab...)
 - LED-Treiber: Hier müsste man eine Platine basteln und diese hinter 
den DMX-Controller schalten
 - Konstantstromquelle: fällt meiner Meinung nach raus, da mit PWM 
gedimmt werden soll, da ist die Konstantstromquelle meist nicht 
begeistert.

Danke schonmal für eure Meinungen

: Verschoben durch Moderator
von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Matthias .. schrieb:
> - Konstantstromquelle: fällt meiner Meinung nach raus, da mit PWM
> gedimmt werden soll, da ist die Konstantstromquelle meist nicht
> begeistert.

Ja..
Und wofür ist dann der Dim/Pwm Eingang an vielen KSQ ?
Zierde?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias .. schrieb:
> Das Vorschaltgerät liefert beim Betrieb 24V bei 300mA und hat wohl intern
> eine Strombegrenzung verbaut.
Das Vorschaltgerät ist vermutlich eine Konstantstromquelle.

> Da der Betrieb von LEDs ohne Vorwiderstand oder LED-Treiber unklug ist
> hier meine Frage:
> Wie würdet ihr hier eine Strombegrenzung realisieren?
Ich würde mal nachschauen, ob nicht das DMX-Steuergerät auch eine 
Konstantstromquelle ist...

> Die Spots haben 7 LEDs in Reihe verbaut, weiter nichts.
Dann brauchst du eine Konstantstromquelle, die du mit der PWM aus dem 
DMX-Steuergerät einstellen kannst.
Denn du hast es richtig erkannt: du darfst da nicht beliebig an den LED 
herumschalten. Das ist die Arbeit der einstellbaren KSQ.

von Gerald B. (gerald_b)


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Da hast du mehrere Optionen:
- lineare (2 Pol) Konstantstromquelle, sowas z.B.
https://www.tme.eu/de/katalog/led-treiber_112848/#id_category=112848&s_field=artykul&s_order=ASC&visible_params=2%2C2%2C10%2C32%2C35%2C365%2C367%2C383%2C624%2C1088%2C2613&used_params=2%3A45104%3B
Auch wenn du theoretisch die 300mA mit 2x 150mA Versionen parallel 
erreichen kannst, rate ich dir zu 3x 100mA, denn die Verlustleistung 
läßt laut Diagramm bei der 150mA maximal 3,5V Spannungsabfall zu. Bei in 
der Praxis etwas unter 3V wirst du um die 20V Uf haben, mußt also 4V 
oder knapp darüber verheizen.
In die -Leitung schleifst du einen MOSFET ein, den du mit dem DMX 
Controller schaltest.
Oder du nimmst eine getaktete KSQ für 300 mA und schaltest über deren 
Dim Eingang dann die LED per DMX

von Matthias .. (chillin)


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Gerald B. schrieb:
> - lineare (2 Pol) Konstantstromquelle, sowas z.B.
> 
https://www.tme.eu/de/katalog/led-treiber_112848/#id_category=112848&s_field=artykul&s_order=ASC&visible_params=2%2C2%2C10%2C32%2C35%2C365%2C367%2C383%2C624%2C1088%2C2613&used_params=2%3A45104%3B
> Auch wenn du theoretisch die 300mA mit 2x 150mA Versionen parallel
> erreichen kannst, rate ich dir zu 3x 100mA, denn die Verlustleistung
> läßt laut Diagramm bei der 150mA maximal 3,5V Spannungsabfall zu. Bei in
> der Praxis etwas unter 3V wirst du um die 20V Uf haben, mußt also 4V
> oder knapp darüber verheizen.
> In die -Leitung schleifst du einen MOSFET ein, den du mit dem DMX
> Controller schaltest.

Das klingt gar nicht schlecht.
Hat jemand Erfahrung mit den verlinkten AL5809?
Bzw weiß jemand wo man halbwegs günstig ein paar Muster für einen 
Testaufbau bekommt?

von Matthias .. (chillin)


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Bin gestern noch auf diese Schaltung gestoßen:
http://www.pcbheaven.com/userpages/LED_driving_and_controlling_methods/?topic=worklog&p=3

Habe auch gleich einen Versuchsaufbau gemacht.
Die Schaltung scheint ihren Zweck zu erfüllen.
Was haltet ihr davon?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias .. schrieb:
> Was haltet ihr davon?
Lineare Heiztechnik passt gut zur Jahreszeit. Aber wenns funktioniert...

von Matthias .. (chillin)


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Lothar M. schrieb:
> Lineare Heiztechnik passt gut zur Jahreszeit. Aber wenns funktioniert...

Da meine Eingangsspannung nur geringfügig höher ist als die 
Ausgangsspannung fällt am MOSFET keine große Spannung ab. In meinem 
Aufbau wird er nur "handwarm"

Spricht bei der Schaltung eigentlich etwas dagegen direkt die 
Versorgungsspannung oder Masseleitung über PWM zu schalten?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias .. schrieb:
> Spricht bei der Schaltung eigentlich etwas dagegen direkt die
> Versorgungsspannung oder Masseleitung über PWM zu schalten?
Schaltungstechnisch nicht, denn da sind keine Kondesatoren beteiligt.

Allerdings kommt es jetzt auf die räumliche Ausdehnung der 
LED-Beleuchtung an. Denn wenn du da deine Hausbeleuchtung evtl. 
steilflankig mit 24V pulst, dann hast du schnell einen EMV-Störgenerator 
gebaut. Ich würde zumindest mal verdrillte Versorgungskabel zu den LEDs 
vorschlagen.

Matthias .. schrieb:
> Da meine Eingangsspannung nur geringfügig höher ist als die
> Ausgangsspannung fällt am MOSFET keine große Spannung ab.
Das ist eher schlecht, dann hast du keine großartige Reserve für die 
Regelung.

> In meinem Aufbau wird er nur "handwarm"
Ganz ohne Kühlkörper?

Matthias .. schrieb:
> Die LED-Spots
Hast du da mal nähere Daten dazu? Wieviele sind da verbaut und wie sind 
die verschaltet? Mich beschleicht der Verdacht, dass das LED-Spots mit 
eingebautem Vorwiderstand oder gar KSQ sind. Dann kannst du dir 
(abgesehen von der EMV-Thematik) das ganze Gehampel mit der externen KSQ 
sparen und die Dinger direkt pulsen...

von Matthias .. (chillin)


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Lothar M. schrieb:
> Matthias .. schrieb:
>> Da meine Eingangsspannung nur geringfügig höher ist als die
>> Ausgangsspannung fällt am MOSFET keine große Spannung ab.
> Das ist eher schlecht, dann hast du keine großartige Reserve für die
> Regelung.

Ich steh gerade auf dem Schlauch, warum brauche ich eine Reserve für die 
Regelung?

Lothar M. schrieb:
>> In meinem Aufbau wird er nur "handwarm"
> Ganz ohne Kühlkörper?

Ja, ohne Kühlkörper. Uled=24V; Uin=26V; Allerdings im konstanten 
Betrieb. Im PWM-Betrieb hab ichs noch nicht getestet (da wirds wohl noch 
etwas wärmer aufgrund der Schaltverluste)

Lothar M. schrieb:
> Matthias .. schrieb:
>> Die LED-Spots
> Hast du da mal nähere Daten dazu? Wieviele sind da verbaut und wie sind
> die verschaltet? Mich beschleicht der Verdacht, dass das LED-Spots mit
> eingebautem Vorwiderstand oder gar KSQ sind. Dann kannst du dir
> (abgesehen von der EMV-Thematik) das ganze Gehampel mit der externen KSQ
> sparen und die Dinger direkt pulsen...

Das sind billige China-Spots aus der Bucht.
3-4 Euro das Stück. Das "Netzteil" sowie KSQ sind in einem angesteckten 
Vorschaltgerät verbaut. Im Spot selber ist nur eine Platine mit 7 Stück 
1Watt LEDs in Reihe, mehr ist da nicht drin. Kein Vorwiderstand oder 
KSQ.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias .. schrieb:
> Ich steh gerade auf dem Schlauch, warum brauche ich eine Reserve für die
> Regelung?
Mal angenommen, deine LEDs bauchen 24V und du fährst sie mit 24V an.
Wie viel Spannung bleibt dann der KSQ? Kann die mit 0V funktionieren?

Matthias .. schrieb:
> Das "Netzteil" sowie KSQ sind in einem angesteckten Vorschaltgerät verbaut.
Miss mal die Ausgangsspannung dieser "KSQ" ohne Last. Was kommt da 
heraus?

> Das sind billige China-Spots aus der Bucht. 3-4 Euro das Stück.
Ist an 1 Vorschaltgerät immer nur 1 solcher LED-Spot angeschlossen?
Oder hängen da mehrere Spots parallel an 1 Vorschaltgerät?

von Matthias .. (chillin)


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Lothar M. schrieb:
> Miss mal die Ausgangsspannung dieser "KSQ" ohne Last. Was kommt da
> heraus?

Ohne Last ist die Ausgangsspannung bei 48V...

Lothar M. schrieb:
> Ist an 1 Vorschaltgerät immer nur 1 solcher LED-Spot angeschlossen?
> Oder hängen da mehrere Spots parallel an 1 Vorschaltgerät?

Jeder Spot hat ein eigenes Vorschaltgerät.

hab mal Bilder gemacht...

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias .. schrieb:
> Ohne Last ist die Ausgangsspannung bei 48V...
Ok, dann ist es tatsächlich eine KSQ. Und du hast mit der verlinkten 
Schaltung soweit den richtigen Ansatz.

Matthias .. schrieb:
> Ja, ohne Kühlkörper. Uled=24V; Uin=26V; Allerdings im konstanten
> Betrieb. Im PWM-Betrieb hab ichs noch nicht getestet (da wirds wohl noch
> etwas wärmer aufgrund der Schaltverluste)
Da sollte der Mosfet eher noch kühler sein, weil er nur nicht mehr 
dauernd zu leiten hat.

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