Ersatz-LED-Treiber macht Probleme

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

Ersatz-LED-Treiber macht Probleme

Beitrag am Sa, 07.01.17, 22:23 (0 Bewertungen, 30 Sterne)

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Hallo,

nachdem die LED-Beleuchtung unseres Spiegels uns im Stich gelassen hat, bin ich jetzt dabei die Funktion wiederherzustellen.
Die LED-Beleuchtung in dem Spiegel besteht aus einem LED-Treiber/Netzteil an dem 2 Stränge mit jeweils 4 LED-Modulen angeschlossen sind. Das Netzteil hat laut Beschriftung am Ausgang 300mA/26V oder 26V/300mA und ist somit Konstantstrom- als auch Konstantspannungsquelle. Das einzelne LED-Modul ist mit 6,5V, 100mA und 0,6W beschriftet. Eine kurze Spannungsmessung am Ausgang vom Netzteil bestätigte meine Vermutung - Netzteil defekt.
Leider ist es äußerst schwierig passenden Ersatz zu finden. Die meisten Netzteile haben die falsche Spannung und/oder liefern zu viel Strom. Ich habe mich trotzdem für einen LED-Treiber von Conrad entschieden, der konstant 350mA und maximal 29V liefert. Meine Überlegung war dabei, die um 3V zu hohe Spannung mit einem passenden zusätzlichen Vorwiderstand zu senken. Meinen Berechnungen zufolge sollte das mit einem 30 Ohm Widerstand (bei 100mA) funktionieren. (Oder ist das ein Denkfehler?) Soweit die Theorie. Leider sieht die Praxis anders aus. Bei einem kurzen Test mit dem Vorwiderstand und 4 LED-Modulen in Reihe (1 Strang), blitzten die LEDs nur einmal kurz auf. Ich habe natürlich sofort wieder ausgeschaltet.
Die einzelnen LED-Module bestehen aus einer Leiterplatte mit einer LED und zwei Widerständen. Gemessen habe ich diese Widerstände mit 5,5 Ohm und 2,0 Ohm, insgesamt also 7,5 Ohm. Allerdings berechne ich bei einem gegebenen Strom von 100mA eine Spannung von 0,75V an den Vorwiderständen, was natürlich viel zuwenig wäre um eine (angenommene) Flussspannung von 3,3 V an der LED zu erreichen.
Wo liegt mein Denkfehler? Könnt ihr mir helfen?
Hein Mück
 
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Re: Ersatz-LED-Treiber macht Probleme

Beitrag am So, 08.01.17, 00:46 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Wo liegt mein Denkfehler?

Darin, dass das falsche Netzgerät verwendet wurde.
Laut Deiner Aussage liefert dieses konstant 350mA bei max. 29V. Somit ist dieses kein Festspannungsnetzgerät, sondern eine Konstantstromquelle.

Unterschied zwischen einem Festspannungsnetzgerät und einer Konstantstromquelle:
Festspannungsnetzgerät: Spannung konstant, Strom variabel.
Konstantstromquelle (wie der Name es schon sagt) Strom konstant, Spannung variabel.

Ein Vorwiderstand hat am Ausgang einer Konstantstromquelle keine Wirkung. Da der Strom durch die Konstantstromquelle schon eingestellt ist, fällt über den Widerstand nur noch eine Spannung ab.
U = I x R
5,5R + 2R = 7,5R
7,5R x 0,35A = 2,625V.

Bei einem kurzen Test mit dem Vorwiderstand und 4 LED-Modulen in Reihe (1 Strang), blitzten die LEDs nur einmal kurz auf. Ich habe natürlich sofort wieder ausgeschaltet.

Wenn das Modul nur für 100mA ausgelegt ist und dort 350mA angeschlossen werden, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass mindestens 1 Led bereits über den Jordan gegangen ist. Wenn Leds durchknallen sieht man nur noch ein Aufblitzen. Und genau dieses hast Du gesehen. Wenn 1 Led defekt ist, wurden die übrigen Leds jedoch massiv vorgeschädigt. Wie lange diese noch leben werden, ist ungewiss.
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Achim H
 
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Re: Ersatz-LED-Treiber macht Probleme

Beitrag am So, 08.01.17, 12:43 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Hein Mück hat geschrieben:Die LED-Beleuchtung in dem Spiegel besteht aus einem LED-Treiber/Netzteil an dem 2 Stränge mit jeweils 4 LED-Modulen angeschlossen sind. Das Netzteil hat laut Beschriftung am Ausgang 300mA/26V oder 26V/300mA und ist somit Konstantstrom- als auch Konstantspannungsquelle. Das einzelne LED-Modul ist mit 6,5V, 100mA und 0,6W beschriftet.


Falls tatsächich eine KSQ verbaut war, scheint im Originalzustand jedes LED-Modul mit 150mA und schon "etwas" oberhalb der Spezifikation betrieben worden zu sein. Ich vermute aber eher, dass es eine Konstspannungsquelle war, und deshalb auch die Widerstände auf den Modulen verbaut sind.

Also doppelter Denkfehler :)

Und zum Ergebnis hat Achim schon alles gesagt.
dieterr
 
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Re: Ersatz-LED-Treiber macht Probleme

Beitrag am So, 08.01.17, 22:03 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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dieterr hat geschrieben:
Hein Mück hat geschrieben:Die LED-Beleuchtung in dem Spiegel besteht aus einem LED-Treiber/Netzteil an dem 2 Stränge mit jeweils 4 LED-Modulen angeschlossen sind. Das Netzteil hat laut Beschriftung am Ausgang 300mA/26V oder 26V/300mA und ist somit Konstantstrom- als auch Konstantspannungsquelle. Das einzelne LED-Modul ist mit 6,5V, 100mA und 0,6W beschriftet.

Falls tatsächich eine KSQ verbaut war, scheint im Originalzustand jedes LED-Modul mit 150mA und schon "etwas" oberhalb der Spezifikation betrieben worden zu sein. Ich vermute aber eher, dass es eine Konstspannungsquelle war, und deshalb auch die Widerstände auf den Modulen verbaut sind.

Das hatte ich ja schon geschrieben, dass das verwendete Netzteil beides konnte. Die Schaltung ist aber wohl so ausgelegt, dass der Arbeitspunkt im Konstantspannungsbereich lag.

Achim H hat geschrieben:
Wo liegt mein Denkfehler?

Darin, dass das falsche Netzgerät verwendet wurde.
Laut Deiner Aussage liefert dieses konstant 350mA bei max. 29V. Somit ist dieses kein Festspannungsnetzgerät, sondern eine Konstantstromquelle.

Das ist mir durchaus bewusst.

Ein Vorwiderstand hat am Ausgang einer Konstantstromquelle keine Wirkung. Da der Strom durch die Konstantstromquelle schon eingestellt ist, fällt über den Widerstand nur noch eine Spannung ab.

Naja, eine Konstanstromquelle liefert den eingeprägten Strom aber auch nur, wenn sie die entsprechende Spannung liefert. Eine reale Konstantstromquelle erreicht aber auch nur eine gewisse maximale Spannung. Bei meinem Ersatzgerät liegt die Leerlaufspannung bei 35V.
Und das ist eben meine Überlegung, wenn die Ausgangsspannung bekannt ist, bei der der LED-Treiber nur noch 200mA (für beide Stränge) liefert, dann lässt sich auch ein passender Vorwiderstand bestimmen um auf die benötigten 26V zu kommen.

Aber vielleicht gibt es ja noch eine andere Möglichkeit.
Hein Mück
 
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Re: Ersatz-LED-Treiber macht Probleme

Beitrag am Mo, 09.01.17, 00:23 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Das ist mir durchaus bewusst.

Anscheinend aber nicht.

... wenn die Ausgangsspannung bekannt ist, bei der der LED-Treiber nur noch 200mA (für beide Stränge) liefert, dann lässt sich auch ein passender Vorwiderstand bestimmen um auf die benötigten 26V zu kommen.

Die Ausgangsspannung einer Konstantstromquelle ist variabel, nicht konstant. Die KSQ interessiert es nicht, ob an dessen Ausgang nur 1 Led oder 9 Leds in Reihe angeschlossen sind. Die KSQ verändert die Spannung solange, bis der definierte Strom (in Deinem Fall: 350mA) fließt.

Da der Strom bereits durch die KSQ eingestellt ist, ist ein Widerstand nur noch ein weiterer Verbraucher, an dem etwas Spannung abfällt. Die KSQ muss somit mehr Spannung produzieren, damit der definierte Strom fließen kann.

Ob Du einen Widerstand einbaust oder nicht ändert nichts an der Tatsache: der Strom ist konstant, die Spannung ist variabel.

Ob 2 Stränge parallel an die KSQ angeschlossen werden können, ist auch abhängig vom Ausgangsspannungsbereich der KSQ. Nicht alle Konstantstromquellen fangen bei 0V an. Es gibt auch solche, die fangen erst bei 17V an (nur als Beispiel). Wenn 1 Modul nur ca. 6,5V benötigt, dann sind 2 Module in Reihe nur ungefähr 13V. Und das wäre weniger als die kleinstmögliche Ausgangsspannung der KSQ (min. 17V).
350mA / 2 Stränge = 175mA --> dürfte noch immer zuviel sein.

Nachteil einer Paralleschaltung:
Fällt 1 Led aus, fällt der komplette Led-Strang aus (Leitung an der defekten Led unterbrochen). Der Strom kann sich dann nicht mehr aufteilen, der verbleibende Strang erhält die kompletten 350mA.

Wie ist die Bezeichnung der Konstantstromquelle (Hersteller + Typ)?
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Achim H
 
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Re: Ersatz-LED-Treiber macht Probleme

Beitrag am Mo, 09.01.17, 19:20 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Hein Mück hat geschrieben:Das hatte ich ja schon geschrieben, dass das verwendete Netzteil beides konnte. Die Schaltung ist aber wohl so ausgelegt, dass der Arbeitspunkt im Konstantspannungsbereich lag.

Nun ja, theoretisch schon denkbar, aber kommerziell sehr unüblich die Leerlaufspannung einer KSQ als Konstantspannungsquelle zu nutzen. Warum willst du nicht glauben, dass es einfach eine Spannungsquelle gewesen ist?

Zu deiner Ersatzschaltung: Die angegebenen 35V könnten auch 34 oder 36 sein (weiter unten steht was von 29V laut Hersteller) und dann ist deine ganze Rechnung wieder dahin. Einfacher würdest du dir mit einer richtigen 26V Spannungsquelle tun.
Und wenn schon: am Widerstand sollten die 9 +/-1 V abfallen, nicht nur 3V. Also sind 100Ohm nicht verkehrt, und dann gleich am besten 2W. Sicherheitshalber würde ich mich dann aber mit einem variablen Widerstand von oben herunter herantasten, bis es passt.
Und dann hoffen, dass die Leerlaufspannung nicht davonläuft...
dieterr
 
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