Warum zerstört eine KSQ LEDs wenn man nach der KSQ schaltet

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

Borax
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Do, 20.03.14, 14:54

Der Thread ist eine Antwort auf diesen Beitrag: viewtopic.php?p=183302#p183302
Ich wollte aber den Thread nicht torpedieren ;) Außerdem ist das Thema ja wichtig genug um einen eigenen Thread zu bekommen.

Kurzfassung:
Eine KSQ (Konstantstromquelle) die nicht belastet ist, regelt sich immer auf ihre maximal mögliche Spannung hoch. Wenn man also den Stromkreis aus KSQ-Ausgang und angeschlossenen LEDs mit einem Schalter unterbricht, ist das genau diese Situation. => Die LED(s) bekommen auf jeden Fall diese maximale Spannung ab, wenn man wieder einschaltet, oder zuerst die KSQ mit Strom versorgt und dann die LEDs anschließt. Ob sie daran 'sterben' hängt aber von verschiedenen Faktoren ab.
1. Wenn die LED(s) diese maximale Spannung (wenigstens kurz) 'vertragen' gibt es ggf. einen hellen 'Blitz', aber mehr passiert nicht.
2. Wenn die maximale Spannung nur sehr kurz (mit kurz sind hier Zeiten im Mikrosekundenbereich oder darunter gemeint) anliegt, reicht die dann in die LED fließende Energie ggf. auch noch nicht um sie zu zerstören (außerdem spielen hier auch Kapazitäten und Induktivitäten der LED-Anschlusskabel eine Rolle).

Im Zweifelsfall gilt immer: LEDs grundsätzlich nicht hinter einer KSQ schalten und auch nicht (z.B. testweise) an eine KSQ anschließen, die schon mit Strom versorgt ist.

Speziell dieser Fall: LEDs werden (testweise) mit der KSQ verbunden NACHDEM diese schon mit Strom versorgt ist hat schon unzählige LEDs das Leben gekostet (egal ob es sich um eine 230V KSQ oder eine Niederspannungs-KSQ handelt). Fast jeder Anfänger scheint diesen Fehler (mindestens) ein Mal zu machen.

Langfassung:
Die meisten käuflichen KSQs sind Schaltwandler und haben Ausgangskondensatoren die in erster Linie dafür da sind, die Ausgangsspannung zu glätten. Die in diesen Kondensatoren gespeicherte Energie ist eigentlich immer groß genug um LEDs zu zerstören, so dass Punkt 2 der Kurzfassung oben entfällt. Bliebe also höchstens Punkt 1 aber der ist gerade bei Schaltwandlern auch eher zu vernachlässigen, weil deren maximal mögliche Spannung meist wesentlich über der typischen Betriebsspannung für die LEDs liegt. Wie sich der Strom bei einer solchen Konstellation (Ausgangskondensator) verhält ist unabhängig vom Aufbau der KSQ, also gilt auch hier der Verlauf wie im Bild 3 gezeigt. Ohne Ausgangskondensator können die Zeiten mit Maximaler Spannung aber auch extrem kurz sein, und dann gelten andere Bedingungen. Ich habe ja schon mal testweise eine normale 3.3V-20mA LED mit sehr kurzen Pulsen bei 700mA und mehr als 6V 'betrieben'. Sie hat zwar messbar gelitten, aber kaputt war sie nicht.
(Siehe hier: viewtopic.php?p=96852#p96852 )

In der Simulation der folgenden Schaltungen wird zuerst einige Zeit lang die KSQ unter 'Normalbedingungen' laufen gelassen, dann einige Zeit abgeschaltet und dann wieder eingeschaltet. Der Schalter ist mit einem Kontaktwiderstand von 0.1Ohm und einem Isolationswiderstand von 100MOhm simuliert. Die Zeiten habe ich an die 'Gegebenheiten' angepasst (Reaktionsgeschwindigkeit der Regelung).
Bild1: Standard-2-Tansistor-KSQ mit 20mA LED:
KSQ_Schalten1.png
KSQ_Schalten1.png (3.97 KiB) 17806 mal betrachtet
Auch hier steigt der Strom nach dem 'Wieder-Einschalten' massiv an (über 1A!) Aber der Puls dauert nur Nanosekunden. Dabei wird fast keine Energie in die LED übertragen, so dass ich mir hier 100% sicher bin, dass der LED nichts passiert.
Wenn man jetzt ein Stück Kabel (mehr als 10cm) an der LED hinzufügt (etwa 0.1µH Induktivität) dann verschwindet der Peak fast vollständig (Bild2):
KSQ_Schalten2.png
KSQ_Schalten2.png (6.35 KiB) 17806 mal betrachtet
Bild3: Mit einem Ausgangskondensator (wie bei Schaltreglern üblich) sieht es wieder so ähnlich wie im Bild 1 aus:
KSQ_Schalten3.png
KSQ_Schalten3.png (5.45 KiB) 17806 mal betrachtet
Aber hier dauert der 1A Puls immerhin schon eine Millisekunde. Das dürfte in der Regel zum sofortigen LED-Tod führen. Wenn die Kapazität oder die Eingangsspannung größer werden wird das natürlich noch viel schlimmer (höherer und längerer Peak).

Wen man jetzt nicht die Standard-2-Tansistor-KSQ sondern diejenige mit Leistungsmosfet und High-Power LED betrachtet (hier wäre jetzt der Standard-Strom bei rund 0.8A) dann sieht es wieder anders aus. Weil hier die Gate Kapazität des Mosfets die Hauptrolle spielt. Diese läd sich bei Unterbrechung durch den Schalter voll auf, nach dem 'Wieder-Einschalten' muss der Bipolartransistor diese Ladung erst mal abbauen. Das dauert ein wenig und in dieser Zeit kann ein recht großer Strom fließen. Der Bipolartransistor baut dabei die Ladung recht weit ab, so dass nach dem Peak erst mal nahezu null Ausgangsstrom da ist, der baut sich dann ein paar µS später langsam wieder bis zur 'erwünschten' Stromstärke auf.
Bild4: 2-Tansistor-KSQ mit Mosfet - typ. Strom etwa 0.8A
KSQ_Schalten4.png
KSQ_Schalten4.png (5.73 KiB) 17806 mal betrachtet
Der Peak dauert etwa 0.2µS. Das mag in Einzelfällen schon zur Zerstörung einer LED reichen, in der Regel dürfte sie das überleben (insbesondere wenn man die LEDs nicht 'am Anschlag' betreibt und die Differenz zwischen Eingangsspannung und LED-Flussspannung eher klein ist).
Zuletzt geändert von Borax am Mi, 17.09.14, 13:25, insgesamt 3-mal geändert.
Strumboe
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Do, 20.03.14, 15:55

Hallo Borax.

Klasse! Mein LTSpice-Guru.
Maximale Anzahl von Sternen von mir, weil Du Dich hier wieder richtig toll und fundiert eingebracht hast.
Damit kann man richtig was anfangen.
Ich nutze als Transistor KSQ immer einen MOSFET. Und hier hat es schon mal ein paar LEDs geschrotet, weil ich zu bräsig war und eine Leitung nicht sauber - sprich so richtig gepfuscht! - angeschlossen hatte. Eingestellt war die KSQ auf 70mA. Danach waren drei von drei LEDs im Nirvana.

Gruß
Strumboe
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Achim H
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Do, 20.03.14, 19:35

Verständlich geschrieben. 5 Sternchen.

Eine Frage dazu.

Bei netzbetriebenen Konstantstromquellen sind sehr häufig Tonneninduktivitäten nach der Gleichrichtung eingebaut. Bislang dachte ich, dass diese zum Entstören (herausfiltern der parasitären Frequenzen) gedacht sind. Sind diese Induktivitäten möglicherweise ebenfalls dafür da, den Strom nicht über das erlaubte Maß ansteigen zu lassen?

Bild aus einem Beitrag in diesem Thread:
HowTo: Verringern des Stroms der 8x3W 230V-KSQ

Die Induktivität ist das halbverdeckte schwarze Bauteil zwischen den beiden Elkos und der Printanschlussklemme.
Bild

Solche Induktivitäten findet man auch auf Festspannungsnetzgeräten (OpenFrame Schaltnetzteile), zum Beispiel von Meanwell Serie NFM-05. Datenblatt mit Bild
Bild
Borax
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Do, 20.03.14, 19:56

So weit ich weiß sind die wirklich zur Entstörung da, damit das Stromnetz nicht zu sehr mit hochfrequenten Pulsen 'verseucht' wird. Bei der niedrigen Frequenz auf der Eingangsseite (50Hz) hätten die zur Strombegrenzung wohl auch keine Wirkung.
[Edit]Du meinst Die auf der Ausgangsseite. :) Auch da denke ich eher an eine Entstörung. Bei den Frequenzen von Schaltnetzteilen macht das durchaus Sinn...
Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Schaltnetzteil
Die Ausgangsspannung wird nach der Gleichrichtung und der Drossel mit Kondensatoren gefiltert, um eine möglichst glatte Gleichspannung zu erzeugen. Ausnahme sind sogenannte elektronische Halogentrafos, die am Ausgang direkt die Lampenspannung liefern.
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Achim H
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Do, 20.03.14, 20:12

Gemeint war die Tonneninduktivität, nicht das Netzfilter.

Vereinfachte Darstellung ab Sekundärwicklung des Ferrit-Transformators:
induktor_ausgang.png
In den Blockdiagrammen in den Datenblättern steht Rectifier + Filter. Ich könnte mir aber vorstellen, dass die Induktivität eine 2. Funktion hat. Ähnlich der Induktivität in Deiner 2-Transistor KSQ.

Allzuviele parasitäre Frequenzen dürften nicht vorhanden sein. Elektromagnetismus ist etwas träge.
Climbmax
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Mo, 02.02.15, 10:14

Ich habe eine Anwendung bei der ich aus vielen LED-Modulen in einer Reihenschaltung einen Kreislauf bilde. Dabei hanlt es sich um bis zu 15 (100mA 1,7 V IR-LEDs). (--> maximal ca 30V)
Ich möchte dabei eine Konstansstromquelle wie diese beiden verwenden.

http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... 100mA.html

https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q= ... 7526,d.ZWU

Nun kann ich nicht ausschließen, dass jemand den Stromkreislauf (Lastseite) wärdend des Betriebes aussteckt oder vieder verbindet. Únd sei es auch nur wegen eines Wackelkontaktes.

Ich habe den Thread hier so verstanden, dass in der Regel eine Induktivität im LED- Kreislauf die Stromspitzen verhindern kann und dass alles kapazitive eher schlecht ist.

Ich weiß jedoch nicht wie die KSQs die ich dort oben zur Auswahl hab, die Stromstärke regeln oder ob das hier auch zutrifft.

Kannst mir eventuell jemand sagen ob das hier auch zielführend ist?
Ich hätte eine 10mH Induktivität eingesetzt um den Stromanstieg von 0 auf 100mA bei 30V um 3ms zu verlangsamen. Ich hab aber keine Ahnung ob dieses Dimmensionierung gut ist.

Der Platinenhersteller hat mir dazu keine konkreten Infos gegeben und nur gemeint er denkt, dass eine zu große Induktivität am Lastausgang auch beim TRENNEN ein Problem darstellen kann, da beim Stromabriss sehr große Spannungsspitzen auftreten können. Kannst dazu er was sagen ?
Ich hätte eher gedacht, dass wenn der Stromkreislauf nicht mehr geschlossen ist, und keine Kapazitäten verbaut sind, dass dann auch hohe induzierte Spannungen der Spule egal sind, weil dabei ja kein Strom fließen kann.

Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand mit Erfahrung weiterhelfen kann, weil ich schon lange nach wem Suche, der das Problem kennt und sich damit befasst hat!

Danke schon jetzt
Borax
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Mo, 02.02.15, 11:27

Hallo Climbmax,
welcome on board!
Nun kann ich nicht ausschließen, dass jemand den Stromkreislauf (Lastseite) wärdend des Betriebes aussteckt oder vieder verbindet.
Warum eigentlich nicht? Wenn es nicht steckbar sondern fest verlötet ist, kommt keiner auf dumme Gedanken...
Ich hätte eher gedacht, dass wenn der Stromkreislauf nicht mehr geschlossen ist, und keine Kapazitäten verbaut sind, dass dann auch hohe induzierte Spannungen der Spule egal sind, weil dabei ja kein Strom fließen kann.
Sehe ich genauso. Die Spule liegt ja in Serie und nicht parallel zu den LEDs.
Ich hätte eine 10mH Induktivität eingesetzt um den Stromanstieg von 0 auf 100mA bei 30V um 3ms zu verlangsamen.
Woher weist Du das so genau? Es geht hier aber auch nicht um den Stromanstieg von 0 auf 100mA bei 30V sondern um denjenigen von 'Ausgangskondensator hat Betriebsspannung' bis 'Ausgangskondensator hat LED-Flussspannung'...
Ohne genaue Kenntnis von Betriebsspannung, KSQ-Schaltung und LEDs würde ich mir nicht zutrauen da eine valide Aussage dazu zu machen. Wenn es unbedingt sein muss, dass man die LEDs im Betrieb trennen kann, würde ich eher versuchen, eine Art Schutzschaltung zu bauen (Crowbar - siehe z.B.: http://en.wikipedia.org/wiki/Crowbar_%28circuit%29) zusätzlich zur Induktivität. Oder (je nach Betriebsspannung) gleich gar keine Schalt-KSQ verwenden sondern lineare KSQ mit LM317 oder 2 Transistoren (kein Mosfet - siehe oben).
Climbmax
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Di, 03.02.15, 14:20

Erstmal danke für die Antwort!!!
Warum eigentlich nicht? Wenn es nicht steckbar sondern fest verlötet ist, kommt keiner auf dumme Gedanken...
Weil ich das ganze modular aufbauen muss und der Anwender die Position und Anzahl der LED-Module variieren können soll.
Daher werden alle Verbindungen nur gesteckt. Aus Bauraum- und Kostengründen werden Stecker verwendet, die keine Sicherung haben und daher im Zweifelsfall auch durch geringe Kraft mal ausgesteckt werden können.

Woher weist Du das so genau? Es geht hier aber auch nicht um den Stromanstieg von 0 auf 100mA bei 30V sondern um denjenigen von 'Ausgangskondensator hat Betriebsspannung' bis 'Ausgangskondensator hat LED-Flussspannung'...
Ich habe nur folgendes Gedankenexperiment gemacht:
Um welche Zeit verzögert eine Induktivität bei einem sonst widerstandsfreihen Stromkreislauf (LED Flusspannung = 0 V da keine LED eingebaut) den Stromanstieg von 0 auf 100 mA.
0 A weil der Stromkreis ja in dem Fall erst geöffnet ist und 100 mA weil das die Nennstromstärke ist, bei der meine LEDs keinen schaden nehmen.
Dabei liegen im ungünsitgsten Fall 30 V an, da das die Speisespannung meiner KSQ ist.

Wenn man den Merksatz aus Wikipedia nimmt:
1 H verlangsamt die Stromflussänderung von 1 A um 1s bei 1 Volt Spannung
Induktivität = (Stromänderung * Spannung an Induktivität) / Zeitschritt
L = (dA * dU) / dt
(bei mir: Stromänderung = 100mA, Spannung max = 30V, Induktivität = 30mH) --> 3ms

Somit komme ich eben zu den genannten 3ms. In dieser Zeit hätte ich gehofft, dass meine KSQ genug Zeit hat um die Spannung runter zu regeln.
Wobei das eigentlich so ja falsch ist, da die KSQ erst ab 100mA anfangen würde runter zu regeln.
Aber dafür kann man das Gedankenexperiment ja auch noch um 100mA nach oben verschieben: Dann hätte meine KSQ 3 ms Zeit um den Stromanstieg von 100mA auf 200 mA zu registrieren und gegenzusteuern.
Keine Ahnung wie schnell eine soche KSQ-Schaltung schaltet aber ich hoffe doch um ein paar Potenzen schneller.
Ohne genaue Kenntnis von Betriebsspannung, KSQ-Schaltung und LEDs würde ich mir nicht zutrauen da eine valide Aussage dazu zu machen. Wenn es unbedingt sein muss, dass man die LEDs im Betrieb trennen kann, würde ich eher versuchen, eine Art Schutzschaltung zu bauen (Crowbar - siehe z.B.: http://en.wikipedia.org/wiki/Crowbar_%28circuit%29) zusätzlich zur Induktivität. Oder (je nach Betriebsspannung) gleich gar keine Schalt-KSQ verwenden sondern lineare KSQ mit LM317 oder 2 Transistoren (kein Mosfet - siehe oben).
Danke für die Hinweise: Mir sagen die Module, bzw deren Unterschiede nichts aber ich werde mich dahingehend auch mal informieren.
Evtl ist die Crowbar genau das was ich gesucht habe.
Bei der linearen KSQ muss ich auch schauen ob die die Anforderungen erfüllen:
Anforderung:
- LED-Anzahl in Reihe: 1-14 Stück
- LED Spannung: 1,7 V
- Spannung Lastkreis: 1,7 - 23,8 V --> Speisespannung ca 30V
- I = 100mA
- Bauraum: möglichst klein
Borax
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Di, 03.02.15, 16:41

Bei der linearen KSQ muss ich auch schauen ob die die Anforderungen erfüllen:
Anforderung:
- LED-Anzahl in Reihe: 1-14 Stück
Nein. Bei einer linearen KSQ wird die 'übrige' Spannung verbraten. Da muss die Speisespannung recht nahe an der Ausgangsspannung liegen. Das wäre bei 14 LEDs noch halbwegs ok, aber nicht bei einer. Für eine Crowbar Schaltung ist das aber auch ein Problem. Die muss auch für eine bestimmte Spannung spezifiziert werden. 1-14 LEDs geht damit auch nicht.
Dann hätte meine KSQ 3 ms Zeit um den Stromanstieg von 100mA auf 200 mA zu registrieren und gegenzusteuern.
So kannst Du das nicht betrachten. Die KSQ registriert keinen 'Stromanstieg'. Das Problem ist: Wenn an der KSQ keine Last angeschlossen ist, läd sich der (bei Schaltksqs AFAIK immer vorhandene) Ausgangskondensator auf die Speisespannung auf, weil die KSQ versucht die Spannung so anzupassen dass noch die vorgegebenen 100mA durch einen 'unendlichen' Widerstand (=offener Ausgang) fließt also theoretisch unendliche Spannung - in der Praxis: Speisespannung. Wenn jetzt an einen so voll geladenen Kondensator (30V und sagen wir mal 470µF) eine LED mit 1,7V Flussspannung angeschossen wird, kannst Du Dir ja vorstellen, was passiert...
Diese Anforderungen sind eher schwierig zu erfüllen.
Du bräuchtest IMHO hierzu eine Logik die einen 'Disconnect' feststellt (Spannung> 25V), dann sofort die KSQ 'kurz' schließt und erst wieder öffnet, wenn eine Last angeschlossen ist...
Möglicherweise könnte man so was sogar 'mechanisch' erreichen... so ähnlich wie bei Klinkensteckern mit Schaltkontakt: Wenn man den Stecker abzieht wird die KSQ kurz geschlossen beim erneuten Anstecken steigt dann die Spannung bis der 'erwünschte' Strom fließt. Ob das verlässlich funktioniert kann ich aber nicht versprechen.
Climbmax
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Di, 03.02.15, 19:56

So kannst Du das nicht betrachten. Die KSQ registriert keinen 'Stromanstieg'. Das Problem ist: Wenn an der KSQ keine Last angeschlossen ist, läd sich der (bei Schaltksqs AFAIK immer vorhandene) Ausgangskondensator auf die Speisespannung auf, weil die KSQ versucht die Spannung so anzupassen dass noch die vorgegebenen 100mA durch einen 'unendlichen' Widerstand (=offener Ausgang) fließt also theoretisch unendliche Spannung - in der Praxis: Speisespannung. Wenn jetzt an einen so voll geladenen Kondensator (30V und sagen wir mal 470µF) eine LED mit 1,7V Flussspannung angeschossen wird, kannst Du Dir ja vorstellen, was passiert...
Das ist ja genau die Sache: wenn ich in genau diesen Stromkreis meine Induktivität einbaue, dann kann der Strom nicht so schnell fließen, da die Induktivität den Stromanstieg begrenzt. Ohne Induktivität würde gerade bei einer aufgeladenen Kapazität sofort viel zu viel Strom fließen und die LEDs überlasten.

Der Strom steigt also langsam über die 100mA und die Schaltung kann somit hoffentlich rechzeitig gegensteuern, um das Peak abzudämpfen. Ein bisschen Überstrom hat man dann trotzdem aber eben viel weniger.
ustoni
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Di, 03.02.15, 20:11

..wenn ich in genau diesen Stromkreis meine Induktivität einbaue,..
In welchen Stromkreis? Hast Du die Antwort von Borax überhaupt verstanden?

Meiner Meinung nach wohl eher nicht.

Bevor hier eine eher sinnlose Diskussion weitergeführt wird, solltest Du es in der Praxis - ob mit oder ohne Induktivität, weil sinnlos - einfach mal ausprobieren; soviel kosten LEDs ja auch nicht mehr. :lol:

Was ein Kondensator ist, weißt Du aber schon, oder?
Borax
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Di, 03.02.15, 22:48

einfach mal ausprobieren; soviel kosten LEDs ja auch nicht mehr.
Danke ustoni, hat mich (mal wieder) sehr erheitert :D
Um die Kosten ein wenig einzuschränken, gibt es ja LTSpice ;)
Erstaunlicherweise ist es gar nicht total abwegig - aber ob es 'sinnvoll' ist...
Ich habe es spaßeshalber mal mit etwa den gegebenen 'Randbedingungen' simuliert:
30V Betriebsspannung, Single LED, 220µF Ausgangs-Kondensator und größte in LTSpice verfügbare Induktivität (120mH mit 150Ohm: http://www.mouser.com/ProductDetail/Coi ... AdzA%3D%3D was allerdings schon völlig 'bescheuert' ist... mit so einem großen 'Vorwiderstand' sinkt die Effizienz der KSQ auf weit unter 50%) begrenzt den Peak tatsächlich auf ca. 170mA:
KSQ_Schalten5.png
KSQ_Schalten5.png (7.07 KiB) 16923 mal betrachtet
Macht IMHO überhaupt keinen Sinn (miserable Effizienz und die LEDs überleben vmtl. die 170mA auch nicht). Was vielleicht geht ist eine Schalt-KSQ und eine nachgeschaltete lineare KSQ (die nur als 'Limiter' fungiert). Vielleicht teste ich das morgen mal in LTSpice...
Gerd12
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Di, 03.02.15, 23:30

ustoni hat geschrieben:Was ein Kondensator ist, weißt Du aber schon, oder?
Wie ich diese Überheblichkeit hasse. Das geht auch anders, selbsternannter Vater der Elektrotechnik.
BMK
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Mi, 04.02.15, 00:13

Ein guter Schutz gegen versehentliches Schalten / Unterbrechen des Ausgangskreises ist das Anpassen von KSQ und Anzahl der LEDs.
Geht natürlich nur, wenn es das Konzept erlaubt und die Anzahl der LEDs nicht fest vorgegeben ist. Könnte manchem Geschädigten helfen.

Beispiel:
Man nehme eine KSQ http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Stromqu ... -oxid.html
(die 95043 ist gemeint) welche für eine max. Ausgangsspannung von 36V geeignet ist.

Angeschlossen werden 11 LEDs http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... Lumen.html
XM-L2 U2 mit der Summe Vf 2,85V x 11 = 31,35V und damit im zulässigen Bereich der Ausgangsspannung 15 - 36V DC.

Tritt jetzt eine Unterbrechung im Ausgangskreis auf, geht die Ausgangsspannung der KSQ auf 36V (An diesem Punkt bin ich mir nicht sicher)
Diese 36V werden nach dem Ende der Unterbrechung als Impuls an die 11 LEDs geschickt. Der Impuls bestromt die 11 LEDs mit rd. 3A
was bequem im erlaubten Bereich der LED liegt. Einige µs später ist der Strom wieder auf 700mA eingependelt.

Gruß
Bernd
ustoni
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Mi, 04.02.15, 00:26

@ Borax:
Um die Kosten ein wenig einzuschränken, gibt es ja LTSpice ;)
Immer wieder schön, Deinen Umgang mit dieser Software zu beobachten. Ich komme damit bis heute nicht zurecht. :wink:

@ Gerd12:
Das hat mit Überheblichkeit überhaupt nichts zu tun. Irgendwann wirst Du das möglicherweise mal verstehen, selbsternanntes "Kindchen der Elektronik". :lol:

@ BMK:
Nee, oder? Das ist jetzt wirklich nicht ernst gemeint?
Climbmax
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Mi, 04.02.15, 09:17

Danke für die vielen Antworten!

Und ja ich weiß wie eine Kondensator funktionniert!

@Borax: Vielen Dank fürs simulieren ... genau das wollte ich wissen... nach dem Datenblatt der LED könnten sie einen Puls von bis zu 200mA mit abnehmender Stromstärke für ne 10tel Sekunde abhaben.
Unbenannt2.JPG
Unbenannt2.JPG (66.77 KiB) 16884 mal betrachtet
Ich werde einfach mal die beiden oben gezeigten KSQs kaufen, versuchen zu messen, welche die kleinere Kappazität hat und welche schneller schaltet und mich dann mit ein paar kleineren Induktivitäten rantasten.
Zudem werde ich empfehen immer mehrere LEDs zu verwenden und nicht nur eine!

Nun sind mir noch Ideen gekommen:
-Ist es evetuell sinnvoll eine kleinere Kapazität in die KSQ zu löten, als die Originale? Dabei habe ich evtl mehr Welligkeit aber dafür sinkt die Gefahr!
Borax
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Mi, 04.02.15, 14:23

-Ist es evetuell sinnvoll eine kleinere Kapazität in die KSQ zu löten, als die Originale? Dabei habe ich evtl mehr Welligkeit aber dafür sinkt die Gefahr!
Ja.
mich dann mit ein paar kleineren Induktivitäten rantasten.
Wie gesagt, das wird wohl nichts. Damit die KSQ noch sinnvoll arbeiten kann, sollte der zusätzliche Widerstand der Induktivität nicht mehr als ca. 10 Ohm haben (das bewirkt bei 0.1A dann schon einen Spannungsabfall von 1V).
Hier die Simulation mit einer kleineren Induktivität 4,7mH, 12Ohm: http://www.reichelt.de/Fest-Induktivita ... TICLE=1126 ) unter den gleichen Bedingungen wie oben (eine LED, 30V, 220µF):
KSQ_Schalten7.png
KSQ_Schalten7.png (2.67 KiB) 16848 mal betrachtet
Wie man sieht... Hoffnungslos ;)
So jetzt mal eine Simulation mit diesen Randbedingungen... 6,4 Ohm, 27mH Spule also so was: http://www.reichelt.de/Spulen-fuer-Weic ... ICLE=56811 ist aber schon recht groß und wiegt fast 300g)
Gleiche Schaltung wie oben, aber Kondensator auf nur noch 39µF verkleinert:
KSQ_Schalten6.png
KSQ_Schalten6.png (3.13 KiB) 16848 mal betrachtet
Selbst so eine große Spule reduziert den maximalen Strom bei einer kleinen Kapazität von 39µF nur auf rund 1A. Auch das dürfte die LED nicht überleben.
Zudem werde ich empfehen immer mehrere LEDs zu verwenden und nicht nur eine!
Macht zwar Sinn, aber wenn Du es nicht 'verbietest', wird bestimmt auch mal nur eine angeschlossen. Und wenn das Ab-und Anstecken bei laufender KSQ nicht verboten (respektive z.B. mechanisch verhindert) wird, passiert auch das mal.
Im Moment komme ich gerade nicht dazu das zu testen, aber die Idee eine lineare KSQ (die nur als 'Limiter' fungiert) nachzuschalten finde ich momentan am besten. Das wäre weniger Spannungsabfall als mit einer Spule mit 10 Ohm und würde vmtl. den Peak wirklich begrenzen. Bei einer eher kleinen Kapazität (< 470µF) könnte das schon ein mittelgroßer Transistor (z.B. BD435 o.ä) aushalten.
tommi
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Mi, 04.02.15, 14:42

Könnte man nicht einfach mit einem Tiefpass Filter arbeiten? Der Puls sollte ja ne recht hohe Frequenz haben.
Climbmax
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Mi, 04.02.15, 16:52

Also erstmal 1000 Dank dir Borax fürs simulieren! :D :D :D :D

Ich habe gerade ne Nachricht vom Hersteller der einen KSQ erhalten. Dabei sind ein paar ganz gute Infos:

Die KSQ von Anvilex:
Hochleistungs- Konstantstromquelle
CCS2-100-HV36 (100 mA Version)
P011.36-100-HV36:
- Ausgangskapazität von nur 4,7µF !!!
- Frequenz der Regelung je nach Arbeitspunk bei circa 500 kHz

Diese Kapazizät ist ja zum Glück schonmal um ne gute Ecke kleiner als bei deinem Beispiel mit verkleinerter Induktivität!

Was sagst du zu dem markierten Induktivität in der Tabelle oder der eines Drunter? (von Fastron)

Wenn ich das richtig verstehe hat die.
1,8mH, kann bis zu 0,21 A Stromabhaben und hat nur 3,3 Ohm Widerstand
Wenn man jetzt nicht weit über einen Gesamtwiderstand von 10 Ohm kommen will um nicht mehr als 1 V Spannungsabfall zu haben, dann könnte mann
1-3 dieser Induktivitäten in Reihe schalten.
Induktivität.JPG
Merci!
Borax
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Mi, 04.02.15, 23:05

Naja... In der Simulation (4,7µF Kapazität, 2,7mH, 4,6 Ohm Induktivität) sieht es nicht soo gut aus. Der Peak dauert zwar nur 400µS, hat aber in der Spitze immer noch knapp 1A. Ist aber halt auch nur Theorie. In der Praxis kann das eine LED ggf. durchaus 'aushalten'. Ich würde es trotzdem eher mit einer nachgeschalteten 2-Transistor-KSQ versuchen. In der Simulation sieht das sehr sauber aus. Der Strom steigt zu keinem Zeitpunkt über 130mA (und das auch nur für einige ns), der 'Verlust' ist auch sehr gering (unter 1V). Weil ein 4.7µF Kondensator nicht so besonders viel Energie speichert, reicht hier wohl auch schon ein BC337 (o.ä.) Transistor aus. Wirklich sinnvoll testen kann man das aber nur bei einer realen Schaltung mit Oszi... Simulation ist immer nur Simulation.
Climbmax
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Do, 05.02.15, 10:03

Danke Borax für die Mühe!
Wenn du das mit nachgeschalteter 2-Transistor-KSQ simuliert hast, könntest du mir dann evtl noch ein Bild von der simulierten Schaltung schicken?
Wäre voll genial!

Danke schon jetzt!
Strumboe
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Do, 05.02.15, 10:25

Moinsen.

Also, ich würde hier nicht mit einer weiteren Induktivität arbeiten.
Bei den Boost-Treibern gehört immer eine OCP (open circuit protection ) dazu. Dies wird hier meistens mit einer Z-Diode und einem Widerstand im Strommespfad realisiert.
Die Z-Diode liegt ca.2V über der Summe der Flussspannungen der LEDs und sorgt dafür, dass der FB-Eingang diese 2V registriert und den Ausgang solange abschaltet, wie diese 2V anliegen. Es muss hier dann nocht nicht einmal eine Power Z-Diode eingesetzt werden, weil es hier auf die erhöhte Spannung ankommt und nicht auf den Strom.
Das einzige Problem ist der Mehraufwand an Bauteilen und ggf. Berechung und die eigentliche Schaltung. Ind den LED-Treibern ist diese Schaltung ja realisiert.
In den anderen müsste man dies noch einarbeiten.
OpenCicuitProtection.jpg
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Doch ich bin zuversichtlich, dass unser LTSpice Guru Borax dies hinbekommt.

Gruß
LEDoverMHL
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Do, 05.02.15, 11:08

Im Zweifelsfall gilt immer: LEDs grundsätzlich nicht hinter einer KSQ schalten und auch nicht (z.B. testweise) an eine KSQ anschließen, die schon mit Strom versorgt ist.
Wie sieht es bei den Meanwell LCM Modellen aus, gibt es da irgendeinen Schutz? Das Netzteil (an dem die LEDs dran sind) zwischen der Steckdose schalten darf man aber (also ich würde es nicht schnell schalten sondern höchstens für 5s Kabel raus ziehen und wieder einstecken, wenn ich das Licht doch wieder haben will, so in der Art, das sollte gehen nehme ich mal an)? Schalten zwischen Netzteil und LEDs hatte ich eh nicht vor aber gut das zu wissen.
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R.Kränzler
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Do, 05.02.15, 11:27

Auf der 230V-Seite kannst Du schalten soviel Du willst.
LEDoverMHL
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Do, 05.02.15, 11:30

R.Kränzler hat geschrieben:Auf der 230V-Seite kannst Du schalten soviel Du willst.
Gut. PWM dimmen würde ich da vielleicht gerade nicht drüber XD
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