Wirkungsgrad KSQ 5-18x1W, Art-Nr.: 95042 (exakte Messreihe)

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Moderator: T.Hoffmann

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Sa, 13.06.09, 01:07

<EDIT>
Am Anfang der einzelnen Threads gibt es nun jeweils diese Übersicht meiner bisherigen Wirkungsgrad-Untersuchungen! Auf diese Weise hat man immer alle beisammen :D
Wirkungsgrad KSQ 1x3W Art. #95041 (hochgenaues) Messergebnis (Di, 02.06.09)
Wirkungsgrad KSQ 5-18x1W, Art-Nr.: 95042 (exakte Messreihe) (Sa, 13.06.09) (das ist dieser Beitrag hier)
Effizienz+Schaltplan 1-Transistor-Step-Up-Wandler (Do, 18.06.09)
Diagramm Wirkungsgrad 700 mA-KSQ (230V, IP20),Art-Nr.: 95043 (22.06.09)
Wirkungsgrad Ringkerntrafo 12V / 30 VA von EagleRise (08.07.09)
Kurztest ECO-Friendly-Schaltnetzteil 3V/4,5V/5V/6V/7,5V/9/12V bei max. 2250 mA (14.08.2009)

Keine Messung aber passend zum Thema: Tipp: Sehr gutes & günstiges Leistungsmessgerät, falls ihr selbst mal was messen wollt
Und als Tipp für ein vernünftiges & bezahlbares Ladegerät BC 700 + Tipps zu NiMH-Akkus (kurz: nehmt eneloop)
</EDIT>


Hallo, nachdem mein erster Wirkungsgrad-Test der 1x3W-KSQ für 230V-Betrieb so ein voller Erfolg war, dass - nicht nur ich - fast alle nur noch Sterne gesehen haben, :wink: lege ich nun nochmal eine Schippe nach und hoffe auch hier auf so positive Resonanz:

Diesmal habe ich mir die 5-18x1W (350 mA)-230V-KSQ mit Schutzklasse IP20 vorgenommen: (Hinweis für Modem- und Handy-Surfer: Das Bild ist 300 kB groß)
Wirkungsgrade Eagle Rise KSQ 350 mA.jpg
Messreihe Wirkungsgrade der 350 mA KSQ --- die Die Messwerte beginnen bereits weit unterhalb der vom Hersteller empfohlenen Mindestspannung von 30 Volt, der optimale Wirkungsgrad wird bei ca. 50 Volt erreicht (das entspricht 16 LEDs à 3,1 V)
Hier der Text im bild nochmal als echter Text (im Bild steht er, damit jemand, der sich das Bild speichert alle informationen hat):

Die großen Anzeigen in den kleinen Bildern sind vom Hameg Power Meter (Leistungsmessgerät), dies sind:
Netzspannung U in Volt, primärseitiger Strom I in Ampère, True RMS Wirkleistung P_eff in Watt
Dieses Leistungsmessgerät ist absolut nicht vergleichbar mit den günstigen Energieschätzeisen für 15-30 €,
die es z.B. im Baumarkt gibt. Das Gerät ist erheblich genauer! Zu beziehen z.B. bei Reichelt für ca. 550,- €.

Die kleine rote Anzeige, die in die kleinen Bilder montiert ist, zeigt den sekundärseitigen Strom.
Die grüne hineinmontierte Anzeige zeigt die sekundärseitige Spannung. Die Spannung wurde direkt an
den Klemmen des Netzteils gemessen, um Verfälschungen durch Spannungsabfall an Leitungen oder
gar hinter dem Ampèremeter zu vermeiden.

Als Last dienten bei 3,0 V die LED und für die anderen Spannungen verschiedene Widerstände.

Die in Prozent angegebenen Zahlen sind der Wirkungsgrad bei den gegebenen Bedingungen,
"loss" ist die Verlustleistung, die im Konstantstrom-Netzteil in Wärme umgewandelt wird und
"useable" ist die vom Netzteil am Ausgang gelieferte tatsächlich nutzbare elektrische Leistung.

Das Netzteil ist lt. Hersteller für 5-18 LEDs geeignet, dies entspricht 15-56 Volt Ausgangsspannung bei
3,1 Volt pro LED. Wird das Netzteil auf weniger als 12V gezwungen, fängt es an zu fiepen. Steigt die
Spannung über ca. 56 Volt, liefert das Netzteil weniger als 300 mA statt 350 mA. (kleinere Bilder links unten)

Die Messung wurde durchgeführt im Juni 2009
Diese Grafik ist frei kopierbar, darf jedoch nicht kommerziell, sondern nur für private oder nichtkommerzielle
öffentliche Zwecke genutzt werden. Dies könnte z.B. Wikipedia sein.
Die Messwerte und Rechenergebnisse selbst jedoch dürfen von jedem auch kommerziell genutzt werden,
insbesondere Lumitronix darf und soll dies tun, z.B. indem die Messreihe weitgehend (nicht bloß der maximal
mögliche Wirkungsgrad) in die Produktbeschreibung integriert wird.
Alle Angaben und Berechnungen ohne Gewähr. Eventuelle Fehler bitte unter http://www.ledhilfe.de melden.
Zuletzt geändert von CRI 93+ / Ra 93+ am Fr, 14.08.09, 00:40, insgesamt 4-mal geändert.
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unoptanium
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Sa, 13.06.09, 08:29

Hi,


Kannst Du das mal als Tabelle zufügen für
die verschiedenen Anzahlen LEDs und noch
markieren, wo der vom Hersteller spezifizierte
Bereich beginnt und endet (so auf einen Blick halt)?

Gibt aber erstmal 5* für die Mühe.
Noch mal zur Info: Ich habe getestet, was passiert, wenn
man mehrere (hier 2) der KSQ parallel schaltet und zum Dimmen
einzelne auf der 230V Seite abschaltet:
Funktioniert einwandfrei.



Gruß, unoptanium
katze_sonne
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Sa, 13.06.09, 09:07

unoptanium hat geschrieben:Kannst Du das mal als Tabelle zufügen für
die verschiedenen Anzahlen LEDs und noch
markieren, wo der vom Hersteller spezifizierte
Bereich beginnt und endet (so auf einen Blick halt)?
Jepp. Dadurch würde die Grafik gleich 3* so gut werden. (so ist sie aber natürlich auch schon nicht schlecht.) Vor allem die LED Anzahl wäre sehr wichtig fände ich. So muss man ja immer rechnen :wink:

Auch 5* von mir.

Gruß,
k_s
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Sa, 13.06.09, 14:46

Danke für die Sterne, aber eine Tabelle werde ich nur eventuell und frühestens in ein paar Wochen machen. Die Messungen mit Fotos machen haben schon ca. 20 Minuten gedauert und das ganze so zusammenzufügen wie jetzt da oben auch nochmal fast 2 Stunden.

Also würde ich vorläufig mal sagen: "Creating a table or diagram is left as an exercise to the (forum) user(s)" :mrgreen:

Die Anzahl lässt sich ja nun wirklich *SEHR* einfach ausrechnen, wenn man die Spannung durch die Anzahl der LEDs dividiert --- außerdem muss man ja die tatsächliche Vorwärtsspannung seiner LEDs kennen, um es wirklich exakt berechnen zu können.

Zusammenfassend kann man sagen:
Der beste Wirkungsgrad wird erreicht, wenn man 8 bis 18 LEDs anschließt, je näher an 16, desto besser.
Bei mehr LED sinkt der Strom so zu stark, dazu sind LEDs noch nicht billig genug, der Wirkungsgrad der KSQ bleibt aber bis mindestens 64V sehr hoch.

Ich denke mal, die von mir gemachten Messungen sind mangels Equipment nur den wenigsten Usern hier möglich, aber ein klitzekleines bisschen selbst rechnen sollte schon drin sein 8)
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Sa, 13.06.09, 14:54

Sehr interessant das Ganze! Aber auf dem Gerät steht doch 10...18 LED 1W.
Gibts jetzt ein neues oder ist das ganze getunt?
katze_sonne
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Sa, 13.06.09, 15:02

Japp. Das wundert mich jetzt auch. Warum 8...18? Ich kenne eigentlich auch nur die mit "10..18" LEDs...

EDIT: Ich würde ja gerne das Foto so bearbeiten, aber iwie check ich nicht, welche Anzeige zu welcher Anzahl LEDs gehört... :( . Kannst du nicht sagen: Von oben links nach unten link: 18 LED, 17 LEDs, 16 LEDs; Von oben rechts nach unten rechts: 15 LEDs, 14 LEDs, 13 LEDs, 12 LEDs, 11 LEDs; Oder halt so ähnlich. Du weißt ja sicherlich noch, welche Anzeige für welche LEDs gilt. Dann kann ich das einfach ins Foto einfügen (ist mit dem richtigen Programm nicht wirklich so die Arbeit...).
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Sa, 13.06.09, 15:19

OK, ich werde das ganze Ding mal nummerieren und W/V/A danebenmalen.
8-18 ist der Wirkungsgradbereich, indem 74-82% erreicht werden, ich habe den Deckel gerade verkramt, konnte deshalb nicht nachgucken und in der Produktbeschreibung steht auch nur "bis zu 18 LEDs" und das Produktfoto ist das der 700 mA-KAQ, daher habe ich eventuell falsche Angaben zur minimalen LED-Anzahl gemacht. Die KSQ läuft aber auch mit weniger LEDs, dann aber mit schlechterem Wirkungsgrad.

Auf ausgerechnet 8 LEDs komme ich, weil in Bild 4 die gemessenen 24,90 V dazu sehr gut passen, auch wenn das noch geringfügig unterhalb der minimalen vom Hersteller empfohlenen LED-Anzahl ist --- andererseits: wer sagt denn, dass die LED-Anzahl sich nur auf weiße LEDs bezieht, man könnte ja auch rote dranmachen :-)

So, das Bild ist überarbeitet. Um einen Überblick über den Wirkungsgrad zu bekommen und ob 10 oder 18 LEDs besser sind, reicht es.

Interessant ist, dass der Strom mit zunehmender Ausgangsspannung auch immer weiter zurückgeht, ab über 56 Volt sehr deutlich und ab über 64 V geht der Strom dann richtig extrem zurück, so dass jede LED mehr u.U. die Helligkeit nicht mehr erhhöt, sondern das, was sie an Licht mehr bringt durch den geringeren Strom durch alle LEDs wieder kompensiert wird. Oder kurz: die angegebenen 72V werden nur im Leerlauf erreicht, 350 mA werden dabei nicht erreicht, selbst 300 mA werden nur bis ca. 56 V erreicht.
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Sa, 13.06.09, 16:15

katze_sonne hat geschrieben:EDIT: Ich würde ja gerne das Foto so bearbeiten, aber iwie check ich nicht, welche Anzeige zu welcher Anzahl LEDs gehört...
Einzig das kleine Bild Nr. 1 gehört zu einer LED, nämlich der einen, die auf dem Übersichts-Foto zu sehen ist.
Alle anderen Messwerte (Strom, Spannung, Leistung) sind in der Reihenfolge aufsteigend, wie ich die Bilder nun nachträglich nummeriert habe (die Zählweise ist etwas unkonventionell, aber es hat so mit dem Platz am besten gepasst). Als Last habe ich keine LEDs, sondern nur Widerstände benutzt, anhand der Spannung (U) in Volt (V) geteilt durch 3,1 oder 3,2 (ganz selten auch mal bis zu 3,5 V, je nach LED-Vorwärtsspannung eben) kann man sich die Anzahl der entsprechenden LEDs ausrechnen.

Das wird nicht meine letzte Messreihe sein :D , vielleicht reduziere ich aber die Zahl der Fotos beim nächsten Mal drastisch und fasse lieber als Tabelle zusammen. Vielleicht gibt es auch mal ein mit www.openoffice.org erstelltes Diagramm, mal sehen wie's am effektivsten geht...
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So, 14.06.09, 23:45

TRARAAA: hier nun doch viel schneller als erwartet die obigen Messwerte als Tabelle UND als Diagramm. :mrgreen: Das geht mit dem freien und kostenlosen voll ausgestatteten Office-Paket http://www.openoffice.org ziemlich gut. (Für Windows, Linux und andere Systeme verfügbar)
Den Strom habe ich für das Diagramm mit 100 multipliziert (das sind dann Deziampere), damit die Stromwerte bei der Skalierung des Diagramms von 0 bis 100 nicht ganz unten als nicht mehr zu unterscheidende Unterschiede im Rauschen untergehen. Milliampere wollte ich aber nicht benutzen, da das die Skalierung aller anderen Linen verkleinert hätte.
Wirkungsgrad-Diagramm_350mA-230V-KSQ_10-18x1W.png
Diagramm Wirkungsgrad vs. Ausgangsspannung der 230V-KSQ / 10-18x1W (30-60V) / 350 mA
Borax
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Mo, 15.06.09, 12:00

Erstmal vielen Dank!
Einen klitzekleinen Kritikpunkt/Anregung hätte ich noch: Ein weiterer Messpunkt zwischen 25V und 50V. Hier ist ein recht großer Sprung in der Messreihe und es ist IMHO gerade der 'interessante' Bereich (10-12 LEDs). Vielleicht liegt ja der Wirkungsgrad bei z.B. 35V auch schon um die 80%. Wenn man das linear interpoliert kommt man 'nur' auf 77%
Ich hab mal kurz ein Diagramm Spannung vs. Wirkungsgrad gemacht:
Diagramm_V_vs_Eff_350mA_KSQ1.png
Diagramm_V_vs_Eff_350mA_KSQ1.png (4.51 KiB) 12124 mal betrachtet
Hier sieht man eher was ich mit der Messreihen-Lücke meine...
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Mo, 15.06.09, 23:38

Du hast völlig recht, auch ich selbst vermisse im angesprochenen Bereich ein paar zusätzliche Messpunkte. :mrgreen:
Allerdings kann man sich ja denken, dass der Wirkungrad sich innerhalb 74 bis 82% bewegt, das ist nicht mehr sooo riesig auseinander, lange nicht so riesig wie die Änderung der Spannung im gleichen Intervall, die ja aber egal ist, wenn der Wirkungsgrad stimmt.

Ich hatte bei der Messung drei 150-Ohm-Widerstände und drei 10-Ohm-Widerstände als Last. Daraus hätte ich theorethisch noch wesentlich mehr Messpunkte/Spannungen einstellen können, allerdings wollte ich das ganze inkl. Auf- und Abbau in der Mittagspause durch haben (mein Chef bezahlt mich schließlich nicht für diesen Zirkus), deshalb war ich entsprechend in Eile und habe bei den höheren Spannungen nur mit den 3x150 Ohm in verschiedenen Kombinationen gearbeitet.
Borax
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Di, 16.06.09, 07:51

Ach so. Schade...
Klar, die Unterschiede dürften nicht mehr sehr groß sein, aber es wäre eben interessant, ob vielleicht das Effizienz-Maximum schon bei ~35V erreicht wird (was ja durchaus sein könnte).
katze_sonne
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Di, 16.06.09, 16:30

Ok. Ich glaub ich habs jetzt so ungefähr gecheckt ;-) Danke auch für das Diagramm und so!
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Di, 18.08.09, 21:47

Weils so schön ist und gerade nochmal danach gefragt wurde: hier nochmal das Diagramm so skaliert, dass fehlende Messpunkte "interpoliert" werden. Ich denke man bezeichnet das als linearisieren, in diesem Fall nach der/auf die Eingangsleistung. (X-Achse)

Man sieht sehr schön, dass das Optimum vom Wirkungsgrad (81%) bei ca. 50 Volt Ausgangsspannung erreicht ist, der relativ weit entfernte vorherige Messpunkt liegt bei ca. 25 Volt Ausgangsspannung und 74% Wirkungsgrad, was IMHO noch gerade so akzeptabel ist.
Dateianhänge
Wirkungsgrad XY-Scale Eagle Rise KSQ 350 mA less colors.png
Diagramm auf linearen Wattbereich skaliert
Hoffi1980
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Di, 20.11.12, 17:47

Hallo, wirklich super Beitrag, wenn auch etwas älter. ;)
Habe mir nun auch so ein Teil bestellt, jedoch steht jetzt im Datenblatt 30V - 72VDC (angegebene Effizienz: >70% @full load). Daher gehe ich davon aus daß trotz gleicher Artikelnummer das Produkt mal "upgedated" wurde?
Ist das neue schätzungshalber besser wie das alte?
Borax
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Di, 20.11.12, 22:38

angegebene Effizienz: >70% @full load
Passt doch?! CRI hat @full load über 80% gemessen. Allerdings sollte man eher 60V als full load betrachten. Das passt aber zur Angabe dass es für maximal 18 LEDs vorgesehen ist. Bei ~3.1V (für 350mA ein recht typischer Wert) wären das 56V. Die angegebene Maximalspannung von 72V (die stand da schon immer) bezieht sich auf den maximalen Spannungspegel ohne Last.
Hoffi1980
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Mi, 21.11.12, 10:44

Na toll, wenn in der Artikelbeschreibung steht "Ausgangsspannung: 30V - 72VDC" dann gehe ich auch davon aus daß ich 72V (von mir aus -10%) an LEDs anhängen kann. Gibt ja auch LEDs mit höheren Spannungen. Wie erkenne ich dann aus dem Datenblatt die ca 60 maximalen Volt?
Borax
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Mi, 21.11.12, 11:00

Bei 'besseren' KSQs (z.B. die Meanwell Serien) steht meist auch die maximale Spannung bei Nennlast, nicht nur die maximale Leerlaufspannung.
Hoffi1980
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Mi, 21.11.12, 11:06

Ok danke, man lernt nie aus. Inzwischen hab ichs nachgerechnet: 18x1,2W/350mA = 61,7V... :roll:
Also wieder mal woanders einkaufen... :evil:
Borax
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Mi, 21.11.12, 11:13

Inzwischen hab ichs nachgerechnet
Nachrechnen kann man das nicht wirklich. Dazu musst Du ja erst die exakte Flussspannung der LEDs kennen. Und die muss man nachmessen. Datenblatt gibt hier nur den typischen Wert an. Außerdem könnte es bei 62V auch noch reichen. Das würde ich auch erst mal testen. Der Wirkungsgrad liegt ja immer noch bei knapp 80%, nur der Strom erreicht die 350mA nicht mehr ganz...
Hoffi1980
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Mi, 21.11.12, 13:11

Ahso, ich könnte auch gefahrlos mehr anschließen und dann wird nur der Strom etwas weniger? Wird da nix überlastet?
Borax
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Mi, 21.11.12, 13:45

Ja. Kannst Du. Da wird nix überlastet. Im Extremfall ist der 'Widerstand' der in Reihe geschalteten LEDs so hoch, dass (bei etwa 72V) eben quasi kein Strom mehr fließt. Ansonsten würde ja die KSQ auch kaputt gehen, wenn keine LEDs angeschlossen sind.
AntiLeuchte
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Fr, 04.01.13, 17:49

Hallo Zusammen,

entschuldigt das ich diesen alten Thread nochmal hervor hole.
Habe aber eine Frage bezüglich der KSQ.
Betreibe diese gerade mit fünf der 4 Watt SmartArray von Nichia.

Nun sind diese mit 350 mah bzw. der hier gemessenen knapp 270 mah nicht wirklich hell.
Gibt es eine Möglichkeit mehr Leistung aus der KSQ zu holen, bzw. den Strom zu erhöhen?

20 Prozent mehr würden eigentlich schon genügen.
Vielleicht hatt Sie ja mal schon Jemand auseinnander gebaut.

Vielen Dank.
Schönen Gruß

Sven
Borax
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Fr, 04.01.13, 21:41

Nein. Mit 5x4W bist Du ja schon an der Leistungsgrenze dieser KSQ. Wenn Du nur 2 von den Smartarrays angeschlossen hättest, also weniger als 30V bei 350mA 'ziehen' würdest (~ 10W), dann könnte man da noch was drehen. Aber hier hilft nur eine stärkere KSQ.
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