Wie schliesse ich Power LED Streifenweiseschaltbar an?

[live4fun]

Hallo liebes Forum,

ich habe hier ein wenig gestöbert und bin auf die Empfehlung der Nichia LEDs gestoßen. Diese finde ich besonders wegen des hohen CRI Wertes bei vertretbarem Preis interessant.

Ich möchte davon 4 Steifen haben und wählen könne welche ich anschalte. Spannend fände ich z.b. auch zwei kaltweiss und zwei warmweiss zu haben und wählen zu können welche Kombination strahlt. Um nicht mehrfach Wandlungsverluste zu haben möchte ich diese vier streifen an einem Netzteil betreiben.

Welche Komponenten benötige ich? Ich habe gelesen man könnte sich die LEDs beschädigen wenn man sie anschließt, wenn die KSQ bereits unter Strom steht. Ist das korrekt und wenn ja, wie schalte ich dann Streifen zu und ab?
Brauche ich einen Mikrocontroller und SolidStateRelais? Gibt es eine einfache und evtl. fertige Lösung? Oder zumindest einen Schaltplan, denn ich nur nachbauen und löten muss?

Würde gerne mal vorher fragen, was so die gröbsten Schnitzer sind bevor ich teures Lehrgeld zahle

Vielen Dank schon mal für alle sachdienlichen Hinweise

[Achim H]

Willkommen im Forum.

Um nicht mehrfach Wandlungsverluste zu haben möchte ich diese vier streifen an einem Netzteil betreiben.

Das kannst Du knicken.

In der Features (3. Punkt von oben) steht:
"Zum Betrieb an einer Konstantstromquelle"

Eine einzelne Leiste darf überhaupt nicht sekundär (ausgangsseitig) geschaltet werden.
Grund: der Kondensator am Ausgang der Konstantstromquelle steht weiterhin unter Spannung und würde sich bis zum Maximum aufladen, Wird die Led-Leiste dann hinzu geschaltet, entlädt sich der Kondensator schlagartig. Der Strom durch die Leds kann ein Vielfaches des Nominalstrom betragen, die Leds nehmen Schaden.

Werden mehrere Led-Leisten parallel geschaltet, teilt sich der Strom auf die parallel angeschlossenen Leisten auf.
Werden einzelne Leisten ausgeschaltet, teilt sich der Strom der Konstantstromquelle nur auf die Leisten auf, die dann noch eingeschaltet sind.

Ein Betrieb an einer Niedervolt-Konstantstromquelle ist ebenfalls nicht möglich, da diese nur für Betriebsspannungen bis 35V zugelassen sind. Die Led-Leiste benötigt mindestens 36V. Rechnet man den Drop der KSQ hinzu (je nach Höhe des Strom ca. 2 bis 3,5V), müsste man ungefähr 39V einspeisen. Das ist höher als die maximal zulässige Spannung (max. 35V).

Einzige Möglichkeit: mehrere netzbetriebene Konstantstromquellen und diese primär (die Netzspannung) schalten.

[live4fun]

Also man muss die KSQ stromlos schalten bevor man die daran angeschlossene Zahl von LED-Streifen ändert?
Ich kann also auch nicht hinter der KSQ alle LED-Streifen abtrennen (Schalter öffnen) eine andere Anzahl von LED-Streifen zusammenschalten und wieder den Kontakt zur KSQ schließen?

Was ist wenn man vor dem Hinzu- bzw. Abschalten der LED-Streifen einen fixen Widerstand parallel schaltet?

Gibt es KSQ mit einer Steuerleitung zum Ein-/Ausschalten? Ich habe kein Problem mit 5V Signalleitungen, ich möchte aber keine 230V mit MikroController schalten.

Danke für die schnelle Antwort.

[Achim H]

Also man muss die KSQ stromlos schalten bevor man die daran angeschlossene Zahl von LED-Streifen ändert?

Ja.

Ich kann also auch nicht hinter der KSQ alle LED-Streifen abtrennen (Schalter öffnen) eine andere Anzahl von LED-Streifen zusammenschalten und wieder den Kontakt zur KSQ schließen?

Nein, weil in diesem Moment (egal wie lange es effektiv dauert) hängt überhaupt keine Last am Ausgang. Da kommt dann wieder die Geschichte mit dem Ausgangskondensator zum tragen.

Was ist wenn man vor dem Hinzu- bzw. Abschalten der LED-Streifen einen fixen Widerstand parallel schaltet?

Das verstehe ich irgendwie nicht. Wie soll der Widerstand wo parallel geschaltet werden?

Gibt es KSQ mit einer Steuerleitung zum Ein-/Ausschalten? Ich habe kein Problem mit 5V Signalleitungen, ich möchte aber keine 230V mit MikroController schalten.

Es gibt schon eine Möglichkeit mit dem Meanwell LDD-H (PDF). Diese getaktete Konstantstromquelle (Modul, mögliche Ströme: 300mA, 350mA, 500mA, 600mA, 700mA und 1000mA) kann an ein Festspannungsnetzgerät (zum Beispiel: 48V) angeschlossen werden und ist sogar mittels PWM (Pulsweitenmodulation) dimmbar. Das Problem bei der Sache: Du benötigst dafür eine Platine.

Den LDD-H gibt es zum Beispiel bei Elpro.
Direktlink zum LDD-H (Netto: 4,09 EUR).

[Borax]

Zunächst mal solltest Du überlegen, bei welchem Strom Du diese Leisten betreiben willst. Das hängt in erster Linie vom Lichtbedürfnis, der Kühlung und Effizienzüberlegungen ab. Wenn Du Dich z.B. auf etwa 350mA 'festgelegt' hast, dann wäre es auch möglich, diese Leisten einfach an einem (justierbaren!) 36V Netzgerät (so was: http://www.conrad.de/ce/de/product/5127 ... archDetail ) zu betreiben. Weil es dann eben Konstantspannung und nicht Konstantstrombetrieb ist, wäre es dann auch möglich die Power LED Streifen einfach mit normalen Schaltern zwischen Netzteil und Leisten zu schalten (es ist nicht gesagt, das die 350mA wirklich bei 36V fließen - es können genauso gut 34V oder 37V sein - deshalb ist ein justierbares Netzteil und selber einstellen/nachmessen erforderlich). Wenn Du eher auf 500-700mA raus willst, geht das so nicht mehr (in diesem Fall ist Konstantstrombetrieb 'Pflicht'). Dann besser die von Achim empfohlenen LDD-H KSQs nehmen und an einem 48V Netzteil betreiben. Bei diesem Strom ist aber auch eine sehr(!) gute Kühlung der Leisten erforderlich.

[Strumboe]

offtopic

@Achim
Welcher Ausgangskondensator? Meine Transistor-KSQ hat KEINEN Ausgangskondensator und schafft es dennoch die LEDs zu töten....

Sprich der Kondensator, falls vorhanden, hat nichts damit zu tun, dass ohne Last hier "komisches" wirkt. Der Grund ist die KSQ selbst. Sie versucht den Strom zu treiben, auch ohne Last -wofür sie ja konstruiert wurde- . Daher stellt sich am Ausgang die maximale Eingangsspannung ein. Wenn dann die Last zugeschaltet wird liegt an dieser kurzzeitig die volle Betriebspannung an und diese ist es, die dann die LEDs ins Nirvana jagt, weil sich die Regelung noch einschwingen muss.
Der Ausgangskondensator dient nur zur Glättung, wenn ein Buck / Boost / SEPIC Regler zum Einsatz kommt. Auch hier versucht die KSQ den Strom über den unendlich großen Widerstand der nicht vorhandenen Last zu treiben, mit der Folge, dass sich auch hier die Maximalspannung am Lastausgang einstellt. Hier kommt dann auch noch der Wille der Induktion zum Tragen, dass diese versucht ihren Sättigungsstrom beizubehalten. Hier können sich dann sogar deutlich höhere Spannungen als die Eingangsspannung einstellen. Diese können auch die eigentliche Schaltung - sprich den Chip - zerstören. Bei guten Chips gibt es sehr schnell arbeitende Logiken, die sowohl den Kurzschluss als auch einen offenen Lastkreis dedektieren und den Schaltkreis abschalten. Dies erfordert natürlich auch in der Außenbeschaltung einen höheren Bauteilaufwand und werden nur bei "hochwertigen" Schaltungskonzepten eingesetzt.

Borax kann dieses bestimmt auch in LTSpice simulieren ( ich komme nachwievor nicht mit diesem Programm zurecht ).

Gruß
Strumboe

[live4fun]

Ich wollte die Leisten mit den Empfohlenen 350mA betreiben und auf die empfohlenen Alukuehlleisten kleben, oder ist dass bei 350mA unnötig?

Wenn ich nun eine Spannungsquelle nehme und die Leisten parallel schalte, kann ich sie dann nicht einfach zu und abschalten hinter der Spannungquelle? Ist so eine Spannungsquelle ineffizienter oder hat andere Nachteile beim LED-Betrieb gegenüber eine KSQ? Bei Parallelist die Spannung doch auf allen parallelen Leitungen gleich. Wenn ich also ein 18V Netzteil habe, eine warmweisse und eine kaltweisse Leiste kaufe und zu je 6 LEDs halbiere, hätte ich doch 4 Abschnitte und könnte die einzeln zu und abschalten, oder übersehe ich da mal wieder etwas?

Oder ich schließe die 4 Streifen parallel geschaltet an eine KSQ an und auf jedem der prallelen Leitungspfade kommt so ein LDD-H. Das wäre teurer.

Ist eine KSQ nicht quatsch, wenn ich die Streifen parallel schalte? Denn die KSQ haelt doch sicher den Gesamtstrom konstant, bei mehr zugeschalteten parallelen LEDs sinkt doch dann der Strom in jedem prallelen Leitungspfad.

Zugegeben, dass ist der Vorschlag von Borax Musste mir das nur auch durchdenken ;P

Wieso ist das justieren so wichtig? Wenn die LEDs bis 700mA abkönnen, dann sind doch 2V rauf runter nicht der Rede wert oder gilt es hier dann den exponentielle Widerstand zu beachten?

Mit welchen Bausteinen schalte ich dann die Leisten hinter der Spannungsquelle? Sollidstaterelais? Ich habe nichts dagegen etwas z.B. mit einem Arduino zu basteln. Oder gibt es für so etwas fertige einfachere Lösungen, so dass sich basteln nicht lohnt?

Fragt sich noch wie ich den Arduino (mini) anschließe. Also wie zwacke ich mir die vom Arduino benötigten 7-9V ab? Zwei Widerstände als Spannungsteiler auf einem der parallelen Pfade, ist das zu primitiv? Macht man das anders?

Danke schon mal für Eure Tipps und Gedankenanstösse.

[Borax]

Wenn die LEDs bis 700mA abkönnen, dann sind doch 2V rauf runter nicht der Rede wert oder gilt es hier dann den exponentielle Widerstand zu beachten?

Ja. Siehe Strom/Spannungskurve der LED im Datenblatt auf Seite 11: http://www.leds.de/out/media/NS6L183A-H1-E.pdf . Außerdem: Die angegebenen Spannungen sind nur typisch. Kann also sein, dass genau Dein Exemplar bei 36V und warm gelaufen schon weit über 400mA zieht (wenn LEDs warm werden sinkt ihre Flussspannung => bei Konstantspannung steigt der Strom). Und dafür reicht dann deine Kühlung nicht mehr => Thermal runaway (=die LEDs werden wärmer => Flussspannung sinkt => Strom steigt => die LEDs werden noch wärmer...)

auf die empfohlenen Alukuehlleisten kleben

Das ist auch bei 350mA nur das absolute Minimum an Kühlung.

Ich habe nichts dagegen etwas z.B. mit einem Arduino zu basteln.

Das stellt sich die Frage:
Was willst Du eigentlich?
Ich kann Dir gerne mit Schaltplänen zu einer Bastellösung helfen. Nur im ersten Post klang es eher so, als wolltest Du mit normalen Schaltern arbeiten.

@ Strumboe Dafür mach ich einen neuen Thread... Kann aber ein wenig dauern. Also in diesem Thread das Thema bitte nicht weiter diskutieren