25 Meter LED-Stripes direkt an 230V

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
Sopraceneri
Mini-User
Beiträge: 3
Registriert: Sa, 28.12.13, 13:57

Sa, 28.12.13, 14:38

Hallo E-Techniker und LED-Experten,

das Thema LEDs direkt an 230V wurde hier ja schon mehrfach behandelt.
Das Ergebnis war bisher meistens negativ. Es scheint wohl in der Regel besser zu sein, ein Schaltnetzteil zu verwenden.

Ich möchte das Thema für meinen Fall hier trotzdem nochmal einbringen.
Wenn es eine Möglichkeit gibt, ohne allzu großen Aufwand 25 Meter lange LED-Stripes (white) direkt an 230V zu betreiben und dabei noch Energie gespart werden kann, dann mache ich das.
Flimmern und Brummen darf es allerdings nicht. Ich will in dem Raum leben und arbeiten!

Meine erste Überlegung wäre 24V-Streifen seriell hintereinander zu schalten, so dass sich in Summe eine Spannung von 300V ergibt (12 x 24 = ca. 300V).
Diese Spannung soll aus dem Netz über einen Gleichrichter gerichtet und 500 uF-Elko geglättet werden und über eine Konstantstromquelle KSQ (mit Helligkeitsregler) in das LED-Netzwerk eingespeist werden.
Bei 400 lm/m (60 LEDs/m, 200mA/m) hätte die Anlage insgesamt 10.000 lm und würde einen Strom von 0,42 A ziehen (ca. 125W netto).

Folgende Teilaufgaben müssten jetzt gelöst werden:
1. Die LED-Stripes stehen unter Netzspannung und müssen gegen Berührung geschützt werden.
2. Die Anlage muss gegen Kurzschluss (Elko) geschützt werden.
3. Der Einschaltstrom muss begrenzt werden.
4. Der Elko wird mit kurzen höheren Strompulsen geladen. Das darf im Stromnetz keine Störungen auslösen (Brummen).
5. Die Toleranzen +- 10% der Netzspannung (207-253 V) müssen ausgeglichen werden.
6. Der Wirkungsgrad muss höher als bei Verwendung von Schaltnetzteilen sein :) .

Zu 1 dachte ich an LED-Stripes in IP65-Ausführung (Spritzwassergeschützt). Notfalls eine Glassröhre als Berührungsschutz.
Zu 2 an eine gewöhnliche flinke Schmelzsicherung.
Zu 3 hatte ich erst an einen Nullspannungsschalter (Solid-State-Relay) gedacht. Der würde einen 500 uF-Elko aber immer noch mit ca. 64A Einschalt-laden (100V/0,8 ms ; Sinuskurvennulldurchgang). Das ist immer noch zuviel :!: .
Zu 4 habe ich keine Erfahrungen. Wenn der Elko zwischen 300 und 310 V pendelt, dann wird er mit ca. 10A Impulsen geladen (4V/0,2 ms ; Sinuskurvenspitze).
Zu 5: Hier würde ich auf den oberen Toleranzbereich begrenzen. Bei 355 V Spitze (230V x 1,41 x 110% -1,4V Gl. = 355V peak) muss die KSQ 55V aufnehmen.
Bei Nennspannung 230 V wären nur 23 V fällig. Um auf genau 300V (LED) zu kommen würde ich 12x24V=288V + 1x12V Streifen einsetzen).
Mit dauerhafter Unterspannung 230V - 10% (=290V peak) rechne ich nicht. Notfalls würde ich den 1x12V Streifen kurz schliessen.
Zu 6 habe ich gängige Schaltnetzteile gefunden, die ca. 85% Wirkungsgrad haben. Wenn meine Schaltung im Nennbetrieb bei 230V läuft hätte ich 23 V in der KSQ abzuschreiben.
Wenn die Spannung dann bei geeignetem Elko genau zwischen 300 und 310 V pendelt,
verliert die KSQ im Schnitt die Hälfte der 23 V. Also ca. 12V x 0,42 A = 5W (4%). Damit wäre ich noch im Rennen!

Alle Ideen, Erfahrungen und Vorschläge sind herzlich willkommen!
Falls ich die Schaltung tatsächlich bauen kann, wird sie später hier gepostet.

Sopraceneri
agent_47
User
User
Beiträge: 11
Registriert: So, 22.12.13, 18:18

Sa, 28.12.13, 15:07

Hallo,
das ist immer eine super Idee LEDs an 230V anzuschließen :D
Du brauchst eine Sicherung-->Widerstand ca 30Ohm-->Varistor--->Kondensator--->Gleichrichter --->Kondensator
und schon kannst du experimentieren,aber nur wenn wirklich gutes Wissen vorhanden ist, sonst würde ich dir 100% abraten.
Wenn du das wirklich durchziehen willst rate ich dir erstmal zu einen Trenntrafo,dieser begrenz evtl. schäden an Mensch und Technik.
Was noch zu überdenken wäre ist die Dimmung,ohne Schaltnetzteil geht das auch nur wird dadurch der Wirkungsgrad sehr schlecht also 50% Helligkeit gleich 50% Verlust. Möglichkeit wäre dann eine PWM Dimmung habe ich auch schon gemacht.
Aber mal im Ernst :lol: ich weis um den Aufwand bescheid,willst du das wirklich? Einige Schaltnetzteile schaffen es auf 90% villeicht auch mehr und kosten 20€ mit Versand(mit Dimmung).
Sopraceneri
Mini-User
Beiträge: 3
Registriert: Sa, 28.12.13, 13:57

Sa, 28.12.13, 19:32

Hallo agent_47,

erst mal vielen Dank für den schnellen und hilfreichen Kommentar.

Natürlich will ich die Schaltung nicht um jeden Preis haben.
Gerade für die Entscheidungsfindung
willst du das wirklich?
ist mein Post gedacht.
Es müssen schon W und nicht mW eingespart werden.
Bei opt. max. 50.000h Betrieb kommen ja dann KWh heraus.

Allerdings nicht unbedingt, wenn ich schon mit einem 30 Ohm Widerstand einsteigen muß.
(30 Ohm x 0,42A^2 = 5,3W)

Bei der Verlustrechnung der Dimmung
50% Helligkeit gleich 50% Verlust
stimme ich aber nicht zu.
Das mag für Lampen und Ohmsche Lasten gelten. Bei LEDs ist bedingt durch die Kennline bei 50% Strom nur eine kleine Änderung der Spannung vorhanden und damit kein zusätzlicher Verlust:
Beispiel einer LED (geschätzt): Volllast 3V/20mA; Halblast 2,8V/10mA. KSQ Volllast an 3,5V: 0,5V x 20mA =10mW Verlust; KSQ Halblast an 3,5V: 0,7V x 10mA =7mW Verlust ==> in diesem Beispiel sogar weniger :wink: .

Wenn ich tatsächlich ein 125 VA Schaltnetzteil mit integriertem Dimmer und 90% Wirkungsgrad für EUR 20,- bekomme, dann wird es für mein Vorhaben wirklich eng :shock: .
Hat jemand einen Link zu so einem Netzteil?

Sopraceneri
agent_47
User
User
Beiträge: 11
Registriert: So, 22.12.13, 18:18

Sa, 28.12.13, 23:17

Ahhh,Asche über mein haupt,mit den 50% lag ich voll daneben :)
So ein Netzteil wie sollte es auch anders sein findest du bei ebay. Ich Kaufe mir meist Sachen ohne das ich sie brauche, 48v 30w meanwell für 1€ plus 6€ Versand, die andere Möglichkeit ist über China zu kaufen,ist aber immer wieder ein Erlebnisse für sich.
Ja der widerstand ist Geschmackssache mit 30Ohm schon recht hoch,man könnte auch einen Transistor nehmen der den Elko langsam aufladen lässt und am Ende kurzgeschlossen wird zwecks Wirkungsgrad. Da könnte man auch noch eine aktiven Gleichrichter einfließen lassen,hast du dir darüber gedanken gemacht? Aber das wäre wirklich nicht ohne. Ohne angstwiderstand gehe ich persönlich nicht ans Netz :) es ist auch immer wieder mit spannungsspitzen bis 10KV zu rechnen im Stromnetz da brauchst du dann einen großen Varistor.

Wie sieht überhaupt dein Plan aus zwecks der Schaltung?
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 12243
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Sa, 28.12.13, 23:59

Ich hatte es mir auch überlegt (einfach den 'Hochspannungsteil' eines Computerschaltnetzteils nehmen - geht gar nicht mal so schlecht). Aber da ich in unserem Stromnetz schon typische Schwankungen von 225V bis 242V hatte (keine Spitzen, nur die mit einem Multimeter gemessene 'Tagesbandbreite') habe ich den Plan wieder aufgegeben. Um das wieder zu stabilisieren, komme ich schon nicht mehr über 90% Wirkungsgrad rauß. Und dann wollte ich hier ausnahmsweise auch Dimmen (Wohnzimmerbeleuchtung). Ich hab dann ein LCM-60 genommen, Wirkungsgrad > 90% und 1-10V bzw. PWM dimmbar. Das LCM-60 hat außerdem einen 12V Ausgang an dem man prima einen ATTiny mit IR Empfänger betreiben kann, so dass man auch per Fernbedienung dimmen kann.
Sopraceneri
Mini-User
Beiträge: 3
Registriert: Sa, 28.12.13, 13:57

Fr, 31.01.14, 01:15

Also, natürlich habe ich für EUR 20,- kein 125 VA Schaltnetzteil mit integriertem Dimmer und 90% Wirkungsgrad bekommen...
Aber alles hin- und herrechnen hat nix gebracht. Ich habe mich jetzt doch für ein 24V Meanwell Schaltnetzteil mit 150 VA entschieden,
das mit einem Wirkungsgrad von 95% einfach nicht mit einer einfachen Schaltung zu überbieten ist.
Jedenfalls nicht mit vertretbarem Aufwand bei den aktuellen Netz-Spannungsschwankungen :!:

Also ca. EUR 80,- inkl. Versand hingeblättert und die Sache installiert (MW HLG-150H-24B).
Anbei 2 Bilder bei Volllast 140W und bei kurz geschlossenem Poti (= minimale Helligkeit 2,5W)
Die 25m Stripes (24V, 5050-Warmweiss mit 3000K, CRI 80, 30 LEDs/m und 570 lm/m) sind einfach unter die Dachbalken geklebt und geben ein schönes warmes brummfreies und flimmerfreies Licht.
Voll aufgedreht ist die Bude super hell. Abgedreht hat man Kerzenschein :wink: .

@ agent_47 und Borax: Ich danke euch für die hilfreichen Kommentare.

Sopraceneri
Dateianhänge
LED25.jpg
Antworten