Strom eines LED-Moduls mit Widerstand reduzieren?

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

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StoneLED
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Sa, 04.03.17, 18:11

Hallo Allerseits,

zur Versorgung eines SmartArray L25 LED-Modul, 32W warmweiß 1000mA habe ich das Meanwell PLM 40 1050 Netzteil mit 1050mA ausgewählt, da dieses über den Ein-/Ausschalter an der Wand in drei Stufen dimmbar ist. Gekühlt wird das SmartArray mit dem folgenden Kühlkörper (http://www.leds.de/High-Power-LEDs/High ... Lines.html) in einer nach oben offenen Leuchte.

Meine Frage ist, ob die 1050mA auf Dauer die Lebensdauer sehr einschränken und ob es demnach sinnvoll ist die Leistung etwas zu reduzieren, in dem ich einen Widerstand von 638 Ohm parallel zum LED-Modul anschließe, um hier 50mA durchfließen zu lassen? Oder gibt es besser Vorschläge?

Besten Dank schon mal für Euer Feedback,
Martin.
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Bild der umgebauten Leuchte
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Achim H
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Sa, 04.03.17, 18:39

Meine Frage ist, ob die 1050mA auf Dauer die Lebensdauer sehr einschränken und ob es demnach sinnvoll ist die Leistung etwas zu reduzieren, in dem ich einen Widerstand von 638 Ohm parallel zum LED-Modul anschließe, um hier 50mA durchfließen zu lassen?

Das Modul darf mit max. 1000mA bestromt werden. 1050mA sind folglich zuviel.
SmartArray L25 LED-Modul, 32W warmweiß 1000mA

1000mA = 1A
P / I = U
32W / 1A = 32V

Leistung über den Widerstand:
50mA = 0,05A
32V x 0,05A = 1,6W --> mindestens einen 5W Widerstand verwenden. Widerstände können verdammt heiß werden.

Unter der Annahme von
Raumtemperatur = 25°C
max. Kühlkörpertemperatur = 70°C
Wärmeleistung der Led/ des Array = 70%
ist ein maximaler Wärmewiderstand des Kühlkörper von
70°C - 25°C = 45°C --> gleichbedeutend: 45K
32W x 0,7 [70%] = 22,6W
45K / 22,4W = 2,009K/W erforderlich.

Sind die Kühlrippen oben (siehe Dein Bild), verschlechtert sich der Wirkungsgrad auf 70%. Maximal dürfte der KK nur einen Wärmewiderstand von 2,009K/W x 0,7 [70%] = 1,4063K/W --> gerundet 1,4K/W haben. Der verwendete Kühlkörper für die ExtremeLine (3K/W bei stehender Montage, 4,285K/W mit Kühlrippen nach oben = 70% Eff.) ist nicht ausreichend.
StoneLED
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Sa, 04.03.17, 19:00

Danke Achim für Deine, wie immer sehr schnelle Antwort.

Was meinst Du wenn ich ein statt des 1050mA Netzteils ein 700mA Netzteil mit entsprechender Leistung nehme? Wird dann der Kühler reichen? Die Leuchte ist aktuell in der 100% Bestromung zu hell, das blendet nahezu. Das Netzteil dimmt folgende Stufen: 100%, 40% und 10%. Wenn ich das so rechnen kann würden die 40% etwa 420mA entsprechen, was immer noch schön / ausreichend hell ist. 700mA wären demzufolge jedenfalls OK.

Grüße,
Martin.
oscar
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Sa, 04.03.17, 23:06

Hi,

der Kühlkörper ist schon für eine 12W Power Bar zu schwach auf der Brust. Der wird damit so heiß, daß man ihn nicht mehr anfassen kann.

Grüße, Markus
StoneLED
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So, 05.03.17, 09:19

Hi Markus,

Danke für Dein Feedback. Damit sagst Du mir indirekt, dass der Kühlkörper wohl auch bei 700mA überfordert sein wird, da das Moduls dann etwa 22,3Watt benötigt, sollte ich mich nicht verrechnet haben. Hast Du eine Empfehlung bezgl. des Kühlkörpers? Das muss ja ein "Monster" sein. Diese Module scheinen nicht besonders sinnvoll zu sein...

Beste Grüße,
Martin.
Borax
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So, 05.03.17, 09:25

Das muss ja ein "Monster" sein. Diese Module scheinen nicht besonders sinnvoll zu sein...
Ja das wurde hier auch schon mal diskutiert: viewtopic.php?f=24&t=19465
Zitat von Achim:
man holt sich doch keine 7mm breite Led-Leiste um diese auf einen 100mm breiten Kühlkörper zu nageln.
Hefli
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Mi, 28.06.17, 08:16

Hallo,

ich möchte die Ursprungsfrage nochmal aufgreifen bzw mich da dranhängen.


Ich habe 2x die Linear Z mit 350mA, dimmbar an der LDH-45A-350W. Würde das zur Sicherheit gerne noch etwas drosseln wollen.
Also nicht die Vollen 350mA.
Wie am sinnvollsten? Oder überhaupt Sinnvoll?
Reicht es wenn man per Dimmer einfach nicht voll aufdreht? Sorry für die letzte Frage, ich weiß nicht wie das mit dem Dimmen technisch funktioniert.


Gruß
Borax
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Mi, 28.06.17, 14:15

Kurze Antwort: Ja, es ist sinnvoll und ja, es reicht wenn man den Dimmer einfach nicht voll aufdreht.
Hefli
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Do, 29.06.17, 06:42

Danke dir. :)
Das ist ja schon mal gut zu hören, dann brauchts ja nur eine mechanische Begrenzung fürs Podi.
Borax
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Do, 29.06.17, 08:03

dann brauchts ja nur eine mechanische Begrenzung fürs Podi
Ich würde das 'elektronisch' lösen :D Zusätzlich zum Poti noch einen normalen Widerstand. Dadurch bleibt der komplette Einstellbereich des Potis erhalten und es gibt keine mechanischen Probleme ;)
Hefli
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Do, 29.06.17, 09:47

Hm, hast recht. :wink:
Wie würdest du es umsetzen?
Kann ich einen passenden Wert ausmessen? (Also mit Podi im voll aufgedrehten Zustand messen und dann im zurückdrehen)
Borax
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Do, 29.06.17, 15:14

Wie hast Du denn das Poti mit der LDH-45 verschaltet? So wie hier von ustoni beschrieben:
viewtopic.php?p=198575#p198575 :?:
In diesem Fall würde ich ggf. einfach mal nur 2 Dioden verwenden.
Falls Du es anders verschaltet hast, hängt es erst mal davon ab, wie genau. Aber prinzipiell klar: Poti so einstellen, dass der gewünschte Strom fließt, dann nachmessen und mit einem zusätzlichen Widerstand dafür sorgen, dass der gewünschte Strom eben im voll aufgedrehten Zustand fließt.
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Achim H
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Do, 29.06.17, 18:52

Wenn Du den gewünschten Strom eingestellt hast, den Widerstandswert des Poti in der derzeitigen Stellung messen.
Danach das Poti abnehmen und den Widerstand des Poti im voll aufgedrehten Zustand messen.

Die meisten Potis haben eine Toleranz von +/-20%.
Ein Poti mit 100k kann somit einen Widerstandswert von 80k bis 120k haben.

Jetzt schaust Du in meiner Excel-/OpenOffice-Datei Rgesamt.xls (gepackt: Rgesamt.zip) nach, welcher Widerstand zum Poti hinzugeschaltet werden muss.

Mauszeiger in Zelle A1 stellen.
Navigiert wird mit den Cursortasten.

Dazu gehst Du in Zeile 1 soweit nach rechts, bis Du den Widerstandswert des Poti gefunden hast.
Jetzt gehst Du in dieser Spalte solange nach unten, bis Du den Widerstandswert gefunden hast, den Du bei der Stromeinstellung gemessen hast.
Eine Punktlandung ist nicht möglich. Nimm den am nächsten gelegenen Wert.

Danach gehst Du mit dem Mauszeiger solange nach links, bis Du wieder in Spalte A angekommen bist. Dort kannst Du den Widerstand ablesen, der zum Poti parallel geschaltet werden muss, damit der Gesamtwiderstand des Poti auf den gemessenen Widerstandswert verringert wird.


Nur als Beispiel:
Widerstandswert des Poti: 100k
Gemessener Widerstand 85,5k

Mauszeiger in Zelle A1 stellen.
Nach rechts bis zur Spalte E0.
Dort runter bis zum Widerstandswert 85,507 = Zeile 230.
Nach links bis zur Spalte A und den dort dargestellten Widerstandswert ablesen: 590

Dieser Widerstand wird an die beiden Kabel angeschlossen, die am Poti angeschlossen sind.

Die Tabelle ist ohne Formelzeichen erstellt. Wenn Du KiloOhm (k) gemessen hast, dann sind alle Widerstandswerte in k.

Alle in der Tabelle aufgeführten Widerstandswerte sind bei Elpro erhältlich.
Hefli
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Fr, 30.06.17, 08:16

Super ihr 2! Danke euch.

@ Borax.
Ja es ist die Version von ustoni aus dem Fun-Projekt.
Was passiert wenn ich nur 2 Dioden nehme?

@Achim.
Danke für die Erklärung und die Liste! Das werde ich an meinem freien Tag mal genau durchmessen.

Evtl. etwas OT.
Mein Podi kann ich ca 240Grad drehen. Nutzen kann ich davon allerdings nur etwa 120 Grad. Es ändern sich die Werte etwa 30Grad am Anfang, sowie 90Grad am Ende, nicht mehr.
Also 30Grad dunkel, 120Grad dimmen, 90 Grad voll hell.
Woran könnte das liegen? Der Schaltung oder der KSQ?
ustoni
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Fr, 30.06.17, 08:56

Woran könnte das liegen? Der Schaltung oder der KSQ?
Sowohl als auch. :wink: Bei dem Funprojekt wollte ich den Aufwand so gering wie möglich halten. Die Schaltung ist daher nicht optimal auf die KSQ angepasst.
Das von Dir beschriebene Verhalten entspricht exakt der Kennlinie der KSQ:
Dimming.jpg
Dimming.jpg (64.43 KiB) 8292 mal betrachtet
Der Ausgangsstrom der KSQ liegt bereits bei einer Spannung von 0,25 V bei 0%.
Drei Dioden in Reihe ergeben ca. 1,5 V. Ein Ausgangsstrom von 100% ist aber bereits bei ca. 1,2 V erreicht.

Wenn Du statt der 3 Dioden nur 2 Dioden nimmst, liegt die Spannung bei ca. 1 V.
Zusätzlich musst Du dann noch einen Widerstand von 27 kOhm zwischen Masse und Poti schalten. Das ergibt dann einen Regelbereich von 0,21 V bis 1 V und entspricht einer Stromregelung von 0% bis ca. 85%.
Hefli
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Fr, 30.06.17, 17:33

Super! Danke dir.

Dann werde ich das als erstes versuchen.
Es würde sich dann ja sogar anbieten nicht von 0% an zu dimmen, sonder erst ab ca 20%.
Also von 20-85%.
Somit kann man es nicht mit dem ausgeschalteten Zustand verwechseln :wink:

Würde das gehen?
ustoni
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Fr, 30.06.17, 18:27

Würde das gehen?
Natürlich! Einfach statt dem 27 k-Widerstand einen mit 68 kOhm nehmen. Das ergibt dann einen Einstellbereich von 0,4 V bis 1 V,
Ich würde aber dann eher einen 51 kOhm-Widerstand verwenden. Dann fängst Du bei knapp über 10% Helligkeit an. Das Auge arbeitet logarithmisch; 20% wäre also schon ziemlich hell.
Hefli
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Mo, 03.07.17, 02:10

@ustoni
Meine Dioden scheinen anders zu sein, als deine.
3 Stück haben bei mir 2,1 Volt. 2 Stück noch 1,4Volt.

Ich habe damals in meiner Bestellung nicht die 4004 sondern die 4007 bekommen.
Macht das den Unterschied?

Werde das mit 2 Dioden nochmal aufbauen und 2 Podis mit reinhängen.
So hat es heute dann geklappt. Lies sich gut einstellen.

:-)
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Achim H
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Mo, 03.07.17, 04:19

Ich wollte demnächst mal wieder was bei Mouser bestellen. Falls Interesse besteht könnte ich dort auch ein paar
TPS70912DBVR --> Eingangsspannungsbereich: 2,7V bis max. 32V, Ausgangsspannung: 1,2V @ max. 150mA
oder
TPS709135DBVR --> Eingangsspannungsbereich: 2,7V bis max. 32V, Ausgangsspannung: 1,35V @ max. 150mA
Gehäuse: SOT23-5
mitbestellen.

Link zu Texas Instruments: TPS709
TPS709.png
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