Hallo,
in Industriesteuerungen mit SPS/PLC haben die Ausgänge in der Regel 24V
DC/=. Daran sollen LEDs mit 20mA bis 50 mA betrieben werden, die immer
wieder durchbrennende Glühbirnen in Kunststoffhalterungen mit engem
Raumangebot ersetzen sollen. Nutzt man serielle Widerstände, müssten
diese bis ca. 50mA*20V=1W in Wärme umwandeln. Das braucht aber relativ
grosse Widerstände, wenn es einigermaßen kühl bleiben soll. Lineare
Spannungsregler bringen nichts, denn die Verlusthitze bleibt dieselbe.
Die Kunststoffhalterung verträgt keine große Hitze. Der Platz für die
Hitzeabfuhr ist nicht vorhanden.
Mit SMD Schaltreglern könnte die Hitze vermieden werden. Ich habe auf
ebay kleine Platinchen in China zum Heruntersetzen der Spannung gekauft.
Aber die werden schon ohne Stromentnahme relativ warm, was ja nicht Sinn
der Sache ist. In Deutschland habe ich keine fertigen Teile gefunden.
Gibt es eine Möglichkeit, den Betrieb an 24V= für 20 bis 50 mA LEDs auf
möglichst kleinem Raum im Selbstbau zu verwirklichen? Welche SMD ICs
wären da geeignet?
Bertie schrieb:> Hallo,>> in Industriesteuerungen mit SPS/PLC haben die Ausgänge in der Regel 24V> DC/=. Daran sollen LEDs mit 20mA bis 50 mA betrieben werden,
Fehler Nr.1 Heutige, ultahelle LEDs brauchen keine 5mA, um dich tierisch
zu blenden. Da reichen meist 2-3mA für normale Helligkeiten.
> diese bis ca. 50mA*20V=1W in Wärme umwandeln. Das braucht aber relativ
3mA*24V ~75mW.
> Gibt es eine Möglichkeit, den Betrieb an 24V= für 20 bis 50 mA LEDs auf> möglichst kleinem Raum im Selbstbau zu verwirklichen?
Siehe oben. Und wenn es denn WIRKLICH 50mA sein müssen, nimmt man einen
HF-Schaltregler mit 0,5-1MHz. Die gibt es im SOT23-Gehäuse, dazu eine
winzige Spule und Diode, fertig. Das kriegt man doppelseitig auf 1cm^2
unter.
> Welche SMD ICs wären da geeignet?http://www.ti.com/power-management/non-isolated-dc-dc-switching-regulators/step-down-buck/buck-converter-integrated-switch/products.html#p238max=24;100&p236typ=0.0003;100&sort=p451max;asc
Warum LEDs mir so grosser Stromaufnahme? Es gibt doch inzwischen welche,
die schon mit 1 bis 3 mA ekelhaft hell leuchten. Insbesondere blaue und
grüne, aber auch ultrahelle rote gibt es reichlich.
Ausserdem gibt es noch welche mit eingebautem Spannungsregler, aber
meist für max. 12V. Und Blink LEDs für 12V...
Bertie schrieb:> 50 mA LEDs
50mA LED um eine Glühlampe zu ersetzen ?
Ich bin sicher, das bekommt ihr auch mit 2-5mA hin, und dann wird der
Vorwiderstand gar nicht mehr so warm.
Da man gerne diffuse (breit streuende) hätte, hier ein paar:
LuckyLight LL-503VD2E-V1-4D (5mm rot diffus 60 Grad typ 750mcd bei 20mA,
75mcd bei 2mA, TME), LL-503UAD2E-2A (5mm bernstein diffus 50 Grad
1400mcd bei 20mA) LL-504WM2E-W2-1N (5mm kaltweiss diffus 30 Grad 4000mcd
bei 20mA), Kingbright L-53SYDK (5mm gelb diffus 60 Grad typ 1000mcd bei
20mA 100mcd bei 2mA) L-53SRD-E (5mm rot diffus 60 Grad typ 400mcd bei
20mA) L-7083VGD-Z (5mm grün diffus 60 Grad typ 2000mcd bei 20mA) L53-SYD
(5mm gelb diffus 30 Grad 1200mcd bei 20mA) L-53SRD-J4 (5mm rot diffus 30
Grad 1800mcd bei 20mA) OptoSupply OSM5HA5A32A (5mm warmweiss diffus 30
GradC 1120mcd bei 20mA) OSW5HA5A32A (5mm kaltweiss diffus 30 Grad
1560mcd bei 20mA) LED-AL-50G-D01500-60 (5mm grün diffus 60 Grad 1500mcd
artronic)
Früher hat man sowas mit einem JFET und Widerstand geschaltet als
Stromquelle hinbekommen. Heute muss es natürlich ein Schaltregler sein.
BF245 sollte als Beispiel reichen auch wenn der nur noch schwer zu
bekommen ist.
Thomas
Thomas Z. schrieb:> Früher hat man sowas mit einem JFET und Widerstand geschaltet als> Stromquelle hinbekommen. Heute muss es natürlich ein Schaltregler sein.
Noch so "Experte", dem die elementarsten Grundlagen fehlen.
Informier dich mal zum Wirkungsgrad linearer Konstantstromquellen und
Vorwiderständen!
Thomas Z. schrieb:> Heute muss es natürlich ein Schaltregler sein.> BF245 sollte als Beispiel
Mit einer Stromkonstantquelle a la BF245 bist du wieder da gelandet wo
der TO am Anfang war: beim simplen Vorwiderstand....
Hauke Haien schrieb:> Warum LEDs mir so grosser Stromaufnahme? Es gibt doch inzwischen welche,> die schon mit 1 bis 3 mA ekelhaft hell leuchten.
Nur, wenn man von vorn guckt. Das würde auch reichen und kann
tatsächlich ohne Hitzeprobleme unangenehm hell gemacht werden. Aber das
ein Meter über Kopf sitzende LIcht muss aus allen Richtungen 10 Meter
weit sichtbar sein. Das schaffen Glühlampen spielend aber LEDs mit einem
Chip nicht. Ich habe superhelle mit weitem Winkel klar und diffus
probiert und es reicht bei Tag nicht. Erschwerend ist der vorhandene und
genau passend zugefräste Farbfilterdom nur mäßig lichtdurchlässig.
Bertie schrieb:> Nur, wenn man von vorn guckt
Daher wurden EXTRA solche genannt die diffuse grosse Abstrahlwinkel
haben, aber du bist natürlich so schlau, du musst andere Beiträge gar
nicht lesen um schlauer rumposauenen zu wollen.
Bertie schrieb:> Hauke Haien schrieb:>> Warum LEDs mir so grosser Stromaufnahme? Es gibt doch inzwischen welche,>> die schon mit 1 bis 3 mA ekelhaft hell leuchten.>> Nur, wenn man von vorn guckt. Das würde auch reichen und kann> tatsächlich ohne Hitzeprobleme unangenehm hell gemacht werden. Aber das> ein Meter über Kopf sitzende LIcht muss aus allen Richtungen 10 Meter> weit sichtbar sein. Das schaffen Glühlampen spielend aber LEDs mit einem> Chip nicht. Ich habe superhelle mit weitem Winkel klar und diffus> probiert und es reicht bei Tag nicht. Erschwerend ist der vorhandene und> genau passend zugefräste Farbfilterdom nur mäßig lichtdurchlässig.
Um welche Farben geht es denn hier und setzt du dafür auch die passenden
LEDs ein oder weiße LEDs, die du dann mit dem Farbfilterdom filterst?
Ein Lösungsansatz wäre ja sonst auch, mehrere LEDs zusammenkleben und in
Reihe schalten. Dann musst du erstens weniger Spannung vernichten,
zweitens hast du mehr LEDs mit mehr Licht bzw. kann jede einzelne LED
weniger Leistung umsetzen bei gleicher Gesamthelligkeit. Könntest dann
also mit nur ~10mA arbeiten, was dann auch weniger Leistung am
Widerstand bedeuten würde.
Wie viel Platz hast du dort drinne denn genau? Bei einem runden
Durchmesser von 10mm kannst du 7 x 3mm LED im Kreis angeordnet
unterbringen und hättest bei Blau, Grün und Weiß ~21V Flussspannung,
sodass du nur noch 3V verbraten müsstest. Bei Rot, Gelb und Orange sind
es ~16V Flussspannung.
Ich würde die hier nehmen, habe sie auch zuhause:
https://www.ebay.de/itm/10x-3mm-LED-Flat-Top-Flachkopf-sehr-hell-LEDs-Widerstande-3mm/262946944622?hash=item3d38dbf66e:m:mapR5VRlJ1Mc2hTTbyvQffA
Wahrscheinlich findest du auch weitaus hellere Flachkopf LEDs mit 3mm
Durchmesser.
Sonst: Mehrere nehmen, elektrisch in Reihe schalten (=weniger Spannung
am Vorwiderstand/Konstantstromquelle) und mechanisch so verteilen, dass
sie in verschiedene Richtungen strahlen?
MfG, Arno
Nachtrag: Bei roten, gelben und orangen LEDs in der transparenten
3mm-Flachkopfform kann man 7 Stück zum einem ~10mm Kreis anordnen und
dahinter noch 2-3 LEDs anbringen und hätte höhere Lichtstärken bei
21-22V Flussspannung wie bei den blauen, grünen und Weißen LEDs.
@Bertie
1. Glühbirnen mit E5,5 oder E10 Fassung?
2. Glühbirnen 24V, 30, 50, 100 oder 150mA Nennstrom?
3. Sitzen eine Glühlampen unter einer Farbscheibe für ein grünes, gelbes
oder rotes Signallicht?
Ohne diesen Angaben, wissen wir nicht wieviel Lumen die
LED-Ersatzschaltungen insgesamt bringen müssen.
Dieter schrieb:> Ohne diesen Angaben, wissen wir nicht wieviel Lumen die> LED-Ersatzschaltungen insgesamt bringen müssen.
Ich habe schon weiße LEDs mit mehreren Chips, die somit hinter Filter
jedwelcher Farbe passen. Sie sind noch etwas kleiner als der von den
Glühlampen benötigte Raum und lassen somit Luft für einen kleinen
Treiber. Sie leisten das gewünschte Rundumlicht und produzieren wenig
Wärme. Leider benötigen sie wie im Ursprungsposting gesagt 50mA.
Insgesamt können sie damit jede Glühlampe in Signalleuchten ersetzen.
Jetzt braucht es nur noch den im Ursprungsposting angefragten möglichst
kleinen und kühlen Treiber.
Bertie schrieb:> Jetzt braucht es nur noch den im Ursprungsposting angefragten möglichst> kleinen und kühlen Treiber.
Also ein Microschaltregler.
Der hier könnte passen. Den kann man auch direkt als Stromregler
beschalten.
R2 = U / I = 0,765V / 50mA ~ 15R
Die LED kommt an stelle von R1 rein!
Solche LED-Indikatoren gibts doch fix und fertig zu kaufen für die
Industrie, RGY oder RGB, 24V, wasserdicht, mit Gewinde und
Überwurfmutter für Frontplattenmontage, mit Stecker oder Kabel oder
Schraubklemmen, etc. Was willst Du da umständlich basteln?
Falk B. schrieb:> Der hier könnte passen.
Ich nehme mal an, dass da ein Link drunter liegen sollte, der es nicht
ins Posting geschafft hat.
> R2 = U / I = 0,765V / 50mA ~ 15R
Hört sich gut an. Offensichtlich lässt sich so die Helligkeit leicht
bestimmen. Das Prinzip mit den "programmierenden" Widerständen, die an
einer erzeugten niedrigen Festspannung liegen, kenne ich von linearen
Reglern.
Um was für einen Sockel geht es denn überhaupt?
Kleine Signalleuchten im Industriebereich, auch da werden teils ba15s
oder ba9s eingesetzt. Auch hier gibt es für die alten "Glühbirnchen"
schon lange LED-Ersatz, und das eigentlich immer Multichip-LED Typen.
Wenn da nun da bei den 24V-Typen ein Schaltregler mit 87,5% Effizienz
eingebaut wäre oder ein Widerstand / Linear-Stromregler der 3V verbräte,
würde es da vom Wirkungsgrad schon keinen Unterschied mehr machen.
Einen winzigen Schaltregler von 24V auf ca. 3-4V runter mit einem
Wirkungsgrad über 90%, vielleicht machbar aber wird sicher teuer.
Bertie schrieb:> Ich habe schon weiße LEDs mit mehreren Chips, die somit hinter Filter> jedwelcher Farbe passen
Das ist schon ein bischen blöd, erst weisses Licht zu erzeugen um dann
2/3 des Lichtes wieder wegzufiltern, und sich danach über unzureichende
Helligkeit zu beklagen und Kontrast im Sonnenlicht zu erwarten den
selbst die Glühlampen nicht gebracht haben.
Bertie schrieb:> Die Kunststoffhalterung verträgt keine große Hitze. Der Platz für die> Hitzeabfuhr ist nicht vorhanden.
Die vertraegt aber die geschaetzten 300mA bei 24V fuer die Gluehlampen,
die ja zu 95% in Waerme enden.
Das bisschen aus den Vorwiderstand ist da kein Problem.
wendelsberg
Ich arbeite mich gerade durch die Datenblätter der empfohlenen ICs
LM2840 und pt4115. Bei letzterem heißt es zur Auswahl der Diode
https://people.xiph.org/~xiphmont/thinkpad/PT4115E.pdf
"For maximum efficiency and performance, the rectifier (D1) should be
a fast low capacitance Schottky diode with low reverse leakage at
the maximum operating voltage and temperature."
Weiß jemand, welche konkrete Größenordnung mit den drei Begriffen
* schnell
* niedrige Kapazität
* niedriger Rückwärts-Leckstrom
gemeint ist oder kennt eine konkrete SMD Diode, die die Bedingungen
erfüllt?
Nach meinem Verständnis soll diese Diode die rückwärts gerichteten
Spannungsimpulse kurzschließen, die beim Abschalten der 68µH Spule
entstehen.
Vielen Dank für die rege Beteiligung am Thread und die Tips.
Antworten auf Fragen und Kritik:
Ich hoffe, damit eine universell passende LED Ersatzlösung für alle 24V
Glühlampen mit jeglichem Sockel hinter jeglichem Farbfilter gefunden zu
haben, für deren Sockel es nicht schon 24V LEDs fertig zu kaufen gibt.
Die Licht der weißen LEDs mag zwar teilweise wieder durch Farbfilter
vernichtet werden, hat jedoch den Vorteil, nicht für jede Farbe
unterschiedliche Lösungen vorhalten zu müssen.
Es sind zwei Lösungen. Eine läuft schon vielfach für von vorn zu
betrachtende Signalleuchten mit diffusen weißen Einchip LEDS und
Vorwiderständen für die wenigen Milliampere.
Für die Rundum-Signalleuchten einem Meter über Kopf sollen die der
Aufgabe genügenden weißen Multichip LED zum Einsatz kommen. Bei 50mA
fallen etwa 6 Volt daran ab. Ich habe diese bei ebay in China gekauft.
Nach erstem Test habe ich alle vorhandenen 220 Stüch - je 20 für ein
Euro erhaschen können. Danach hat der Verkäufer sie leider nicht mehr
angeboten. Das Rundum-Licht wurde durch einen ähnlichen Aufbau erreicht,
wie in dem folgenden Link. Die einzelnen LEDs sind aber nicht
quadratisch und wohl kleiner. Im Orginal haben sie mehr Strom
aufgenommen und waren noch heller. Den Sockel und den darin befindlichen
Widerstand in Reihe habe ich entfernt.
https://www.ebay.de/itm/New-10Pcs-T10-5SMD-5050-Car-LED-Wedge-Light-Plate-License-Bulb-501-2825-194-M1Q8/163777588057?hash=item2621e7ab59:m:mQwxBvuPfqqKtahy-EDICMA
Bertie schrieb:> "For maximum efficiency and performance, the rectifier (D1) should be> a fast low capacitance Schottky diode with low reverse leakage at> the maximum operating voltage and temperature."
Das muß man nicht so ernst nehmen.
> Weiß jemand, welche konkrete Größenordnung mit den drei Begriffen> * schnell> * niedrige Kapazität> * niedriger Rückwärts-Leckstrom> gemeint ist oder kennt eine konkrete SMD Diode
Schnell sind alle Schottky-Dioden.
Die Kapazität ist im wesentlichen proportional zur Querschnittsfläche
der Sperrschicht. Und die wiederum proportional zum maximal erlaubten
Durchlaßstrom. Folgerung: Diode strommäßig nicht überdimensionieren.
Der Leckstrom ist geringer für Schottkys mit höherer Sperrspannung.
Dummerweise haben die aber auch eine höhere Durchlaßspannung, was die
Effizienz mindert und vor allem zur Erwärmung der Diode führt. Mit
steigender Temperatur steigt aber auch der Sperrstrom schnell an.
äxl schrieb:> So eine SS14 soltle als Diode gehen.
Diese Diode wäre mit 1A deutlich überdimensioniert.
Weit besser geeignet wäre eine MBR0540. Oder eine BAT54. Einfach mal im
Datenblatt den Leckstrom und die Kapazität vergleichen.
