Ich möchte ein Modulares Beleuchtungssystem bauen, welches aus einfachen 5cm grosse 10W LED Platinen besteht, die dann Reihenweise zusammen gesteckt sind, und von einem MW Trafo gesteuert werden. Jede Leuchte besteht aus 32x 8p4s 3030smds + Ballastwiderstand und einem Kaltleiterschutz (siehe Anhang). Zusätzlich wäre es sinnvoll eine Überbrückung vorzusehen, falls ein oder mehrere chips ausfallen, damit nicht gleich die ganze Reihe dunkel wird. Wie mache ich das am besten ?
Fluss-Spannung am Modul messen, welches du ium Fehlerfall überbrücken willst und eine Z-Diode, deren NennSpannung etwas häher, als die gemessene Fluss-Spannung deiner LED ist, in Sperr-Richtung drüberlöten. Normalerweise würde der Strom über die LED fließen und diese leuchtet, im Fehlerfall (LED ist hochohmig und aus) leitet jetzt die Z-Diode.
Würde gehen, oder?
Danke für die Rückmeldung. Zener Diode parallel zu den 8 Reihen klingt sinnvoll; was ist jedoch wenn eine oder mehrere LEDs kurzschliessen statt hochohmig zu werden - oder passiert das eingentlich nie ?
Es sieht so aus, als wäre die einfachste Methode gegen LED Kurzschlüsse innerhalb einer Reihe eine Sicherung. Allerdings kommen kleine Sicherungen mit recht hohen Widerstandswerte: über 1 Ohm bei 160mA. Stellt sich daher die Frage: kann auf den Ballast-widerstand verzichtet werden, bei Verwendung einer Sicherung ? Somit könnten theoretisch die Verluste halbiert werden...
Zusätzlich wäre es sinnvoll eine Überbrückung vorzusehen,
Ist doch in deinem Schaltplan schon drin, das ist doch der Schaltplan von einem solchen Modul, oder ist das bloss deine Wunschvorstellung ?
Da ein Bypass der 10W drumrumleitet (mehr als) 10W aushalten müsste, schliesst man bei Überschreitung der Nennspannung (also vielleicht ab 16V) kurz.
Das geht mit Thyristor und 15V Z-Diode am Gate oder einer Trisil.
Der Trafo muss dazu aber ein Konstantstrom LED Trafo sein der in der Spannung mit runter geht und darf kein Festspannungsnetzteil sein
Die Methode löst auch das Problem was mit Kurzschluss einer LED auftritt, allerdings unter Verlust ihres Moduls (dort übernimmt erst der Strang mit der kurzgeschlossenen LED die ganzen 750mA, und in ihm brennen weitere LED durch, bis das ganze Modul hinüber ist). Aber in Modulen lässt sich eh keine einzelne LED wechseln.
Ist doch in deinem Schaltplan schon drin, das ist doch der Schaltplan
von einem solchen Modul, oder ist das bloss deine Wunschvorstellung ?
Schaltplan von mir - also Wunschvorstellung.
Da ein Bypass der 10W drumrumleitet (mehr als) 10W aushalten müsste,
schliesst man bei Überschreitung der Nennspannung (also vielleicht ab
16V) kurz.
Das geht mit Thyristor und 15V Z-Diode am Gate oder einer Trisil.
Der Trafo muss dazu aber ein Konstantstrom LED Trafo sein der in der
Spannung mit runter geht und darf kein Festspannungsnetzteil sein
Sollte mit einem MW type C trafo machbar sein.
Die Methode löst auch das Problem was mit Kurzschluss einer LED
auftritt, allerdings unter Verlust ihres Moduls (dort übernimmt erst der
Strang mit der kurzgeschlossenen LED die ganzen 750mA, und in ihm
brennen weitere LED durch, bis das ganze Modul hinüber ist). Aber in
Modulen lässt sich eh keine einzelne LED wechseln.
Das wiederum ist suboptimal. Je nach Bauart lassen sich Module mit Heissluftpistolen oder kleine Löstspizten gut reparieren, daher wäre es schade, wenn immer gleich alle 32 LEDs durchbrennen müssen.
Im Anhang, eine einfache Simulation mit z-Diode bypass und 150mA Sicherungen (Beispiel 10p3s).
In diesem Beispiel würden immer nur 1x LED ausbrennen, da die Sicherung dann schmilzt.
Prolematisch ist allerdings der Spannungswandel im gesammten System, da die Spannungs des Fehlerhaften Moduls leicht steigt sinkt die Spannung aller anderen entsprechend = schwächere LEDs. Eine Höhere Anzahl an Modulen verteilt die Abschwächung etwas besser.
Ungünstig sind auch die Verluste durch z-Dioden, und die vielen kleinen Widerständen.
Je eine PLED parallel zu ein, zwei, drei LEDs im Strang. Die LEDs in
Serie
Was mir nicht klar ist: reicht eine PLED für die 8 Parallelstränge oder sind die zu schwach, und dann: kann ich einfach 2-3 davon parallel schalten ? Sorry, ich werde aus der V-I Kurve der Doku einfach nicht schlau...
Die Stränge parallel, aber mit KSQ statt Vorwiderstand. Idealerweise
eine geschaltete KSQ oder, wenn Linear, mit Übertemperaturabschaltung.
KSQ = KonstanStromQuelle ? Inwiefern ersetzt die Stromquelle die Vorwiderstände ? Die Sind doch da um Ungleichheiten zwischen den LEDs in einer Reihe aus zu bügeln. Dazu sind sie recht nützlich wenn einer oder mehrere Stränge ausfallen, damit die Spannung in den restlichen Strängen nicht all zu stark steigt.
Idealerweise: Eine PLED pro LED. Also 32 Stück.
Idee ist: es fällt kein ganzer Strang aus, wenn eine LED kaputtgeht. Macht Sinn wenn das Licht "wichtig" ist, und ein Austausch kompliziert, teuer und zeitaufwendig.
Aber: Die kaputte LED wird überbrückt, also Kurzgeschlossen.
Damit sinkt die Flussspannung der Serienschaltung.
Mit einer Konstantstromquelle pro Strang ist das kein Problem, die anderen LEDs sehen weiterhin den gleichen Strom und die Helligkeit ändert sich nicht.
Mit einem simplen Vorwiderstand steigt der Strom, was den Rest der Reihe in den Tod reißen kann.
Idealerweise: Eine PLED pro LED. Also 32 Stück.
Idee ist: es fällt kein ganzer Strang aus, wenn eine LED kaputtgeht.
Macht Sinn wenn das Licht "wichtig" ist, und ein Austausch kompliziert,
teuer und zeitaufwendig.
Aber: Die kaputte LED wird überbrückt, also Kurzgeschlossen.
Damit sinkt die Flussspannung der Serienschaltung.
Mit einer Konstantstromquelle pro Strang ist das kein Problem, die
anderen LEDs sehen weiterhin den gleichen Strom und die Helligkeit
ändert sich nicht.
Mit einem simplen Vorwiderstand steigt der Strom, was den Rest der Reihe
in den Tod reißen kann.
Ok also hatte ich es korrekt verstanden. Eine Stromquelle pro Strang ist leider aus praktischen Gründen nicht machbar: es bräuchte eine KSQ mit sehr hoher DC Spannung (300V+) und sehr kleiner stärke (etwa 75mA). Dazu bedeutet es unzählige Litzen zwischen den Modulen. Man müsste das Gesammtdesign auf Strips statt Einzelnmodule ändern, was allerdings das Problem der kleinen Stromstärke nicht regelt.
Prolematisch ist allerdings der Spannungswandel im gesammten System, da
die Spannungs des Fehlerhaften Moduls leicht steigt sinkt die Spannung
aller anderen entsprechend = schwächere LEDs. Eine Höhere Anzahl an
Modulen verteilt die Abschwächung etwas besser.
KSQ = KonstanStromQuelle ? Inwiefern ersetzt die Stromquelle die
Vorwiderstände ? Die Sind doch da um Ungleichheiten zwischen den LEDs in
einer Reihe aus zu bügeln. Dazu sind sie recht nützlich wenn einer oder
mehrere Stränge ausfallen, damit die Spannung in den restlichen Strängen
nicht all zu stark steigt.
Warum soll die Spannung steigen, das Netzteil ist doch geregelt?
Wenn Du Dein Gebilde mit einer Stromquelle versorgst, sieht das anders aus. Die Wirkung der Vorwiderstände auf die gleichmäßige Stromverteilung ist sehr begrenzt, das hatte ich mal in einem anderen Thread anhand zwei einzelner LEDs gemessen.
Es darf kein Strang ausfallen, weil sich dann die restlichen den Strom teilen und ein Lawineneffekt los rollt.
Das ist theoretisch rechnerisch einfach Mist.
Millionen Chinagelumpe bauen so und es geht oftmals gut. Sich da Gedanken um Schutzmaßnahmen zu machen, steigert den Aufwand ins Unermessliche.
led_schematics.png
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