3W LEDs an 48V KSQ dimmen

[bastla]

Hallo,

ich möchte an eine KSQ (http://www.ebay.de/itm/1-Stk-Konstantst ... 4183693882) 20 in Reihe geschaltete 3W LEDs anschließen. Davor hänge ich ein 48V DC Netzteil. Bei den Konstantstromquellen gibt es ein kleines Lötpad mit der Aufschrift DIM. Im Datenblatt steht, dass analoges- und PWM-dimmen möglich ist. Es ist sogar ein Schaltplan beigelegt:

Im Internet gibt es LED Dimmer bis 24V und normale Lampendimmer bis 240V. Kann ich die benutzen? In der Anleitung steht, dass man auch analog dimmen kann. Nur ein Dimmer hat doch 3 Anschlüsse oder? Wieso ist hier nur ein Anschluß?

Ich suche nach einem einfachen Drehregler und natürlich nach der kostengünstigsten Variante!

Gruß der Bastla

[Achim H]

Willkommen im Forum.

Der DIM-Eingang ist für ein PWM-Signal bzw. für eine Steuerspannung vorgesehen.
Bei Verwendung einer Steuerspannung muss der Spannungsbereich 0,2V bis 1,731V betragen (siehe Datenblatt auf Seite 3).
Wie hoch der Pegel bei einem PWM sein darf (2.5V, 5V, 10V), ist aus dem Datenblatt nicht ersichtlich. Bitte setze Dich mit dem Verkäufer in Verbindung.

GND des Dimmers wird mit DC- der Konstantstromquelle verbunden (nicht Led-).

Auf keinen Fall dürfen an den Dimmeingang die von Dir gefundenen 24V- bzw. 240V Dimmer angeschlossen werden.

[bastla]

Was wäre denn die günstigere Methode?

[Achim H]

Rückmeldung vom Verkäufer:
Das PWM darf max. 1,25V betragen.

Die günstigste Methode wäre eine separate Batterie und dort dran ein Poti + Vorwiderstand = Spannungsteiler.
Du musst nur dafür sorgen, dass die Spannung nicht höher als 1,731V (entspricht einem Output von 200% des nominalen Strom) ist.

[bastla]

Danke fürs checken! Und die Batterie muss ich denn nicht wöchentlich wechseln? Wär mir glaub ich auch zu viel Kabelsalat. Gibt es keine passenden Dimmer? PWM Steuerung ist ja wahrscheinlich recht teuer was?

[Borax]

Die günstigste Methode wäre eine separate Batterie und dort dran ein Poti + Vorwiderstand = Spannungsteiler.

Problem dabei ist: Batterien haben keine konstante Spannung. Daher hat auch ein daran angeschlossener Spannungsteiler keine konstante Spannung. Besser ein einfaches Handy-Netzteil und damit die nötige Spannung erzeugen (ein Poti + 1 Trimmer). Nur dass man sich auch bei Handy-Netzteilen (oder USB-Netzteilen) nicht so wirklich auf die Spannung verlassen kann. Ohne Nachmessen kann ich das also auch nur bedingt empfehlen. Wenn ein Spannungsmessgerät vorhanden ist, kein Problem.

Gibt es keine passenden Dimmer? PWM Steuerung ist ja wahrscheinlich recht teuer was?

Ist mir nicht geläufig. Ausgangsspannung von nur 1.25V ist eher ungewöhnlich. Außerdem braucht auch der (wie auch immer geartete) Dimmer irgend woher Strom.

[Achim H]

Der DIM-Eingang braucht nicht viel Strom. Ich schätze das mal auf 1mA (möglicherweise weniger, müsste man ausprobieren).
Eine Mignon-Batterie hat ca. 2700mAh. Bei einer Stromentnahme von 1mA reicht das für 2700h (Stunden) --> entspricht 112,5 Tage im 24 Stunden Nonstopp-Betrieb.

Wenn Du dir einen Schalter besorgst, kannst Du die Batterie abschalten und schon hält diese noch etwas länger.

Ich würde es mal mit einem 2,5k Poti + 510R Vorwiderstand probieren.
Gesamtwiderstand: 3010 Ohm.

1,5V / 3010R x 2500R = 1,2458V
1,5V / 3100R = 0,000498A = 0,498mA

Du kannst Dir auch eine 1,25V Spannungsreferenz (zum Beispiel: ADR1581) besorgen und diese mit einem Vorwiderstand direkt an die 48V Eingangsspannung anklemmen.
IC + 47k = ca. 1mA
IC + 82k = ca. 0,57mA

Alternativ geht sicherlich auch ein LM385 (Uref=1,24V)
Für die Feinjustierung der Spannung reicht anschließend ein 50 Ohm oder 100 Ohm Poti.

Nachteil:
von den 48V müssen 46,75V verbraten werden. Bei 1mA sind das aber nur 46,75mW.

[bastla]

Super sind alles schon mal klasse Tips! Habe mir jetzt günstig ein 48V Schaltnetzteil geschossen welches zwischen 43.2 - 52.8V regelbar ist. Bei 12 LEDs á 4V sollte das doch den gleichen Zweck erfüllen oder nicht?

[Achim H]

Nein.
Ein Festspannungsnetzgerät liefert eine Spannung. Leds werden aber über den Strom betrieben.
Mit Erreichen einer Betriebswärme ist die Spannung leicht rückläufig (negativer Temperaturkoeffizient)

Werden Leds über eine Spannung (nicht Strom) betrieben, stellt sich ein Strom dafür ein. Dieser kann schon jetzt am Maximum oder sogar darüber sein.
Mit Betriebswärme ist die Vorwärtsspannung der Leds geringer. Da die Leds weiterhin mit einer Spannung versorgt werden, steigt der Strom noch weiter an. Das hätte dann zur Folge, dass die Leds noch etwas wärmer werden und im Gegenzug weniger Spannung benötigen, der Strom würde noch stärker ansteigen. Irgendwann macht es dann Plöpp und irgendeine Leds ist platt (alle anderen Leds sind dann bereits vorgeschädigt).

Leds grundsätzlich nur über den Strom ansteuern. Die Vorwärtsspannung stellt sich alleine ein.

Welche Vorwärtsspannung eine Led bei einem bestimmte Strom hat, kann man nur durch Messen herausfinden.
Vertraue niemals den Angaben eines Shop. Die Werte können gerundet sein. Die Werte einer typischen Led muss auch nicht zwangsläufig mit den erhaltenen Leds überein stimmen. Die Werte können abweichen.

[bastla]

Ich merk schon LEDs dimmen ist was anderes ^^

Ich würde das denn mit einem alten Handynetzteil machen. Hab da noch einige von rumliegen. Also ich brauch jetzt zwingend 1,25V? Die 0.2V-1,731V kann ich vergessen?

[Borax]

Die 1.25V sind doch angeblich nur für das PWM Signal. Für analoges Dimmen sind es die 0.2V-1,731V (außer Achim hat da neue Informationen).

Ich würde das denn mit einem alten Handynetzteil machen. Hab da noch einige von rumliegen. Also ich brauch jetzt zwingend 1,25V?

Was Du hierzu auf alle Fälle zwingend brauchst ist ein Messgerät.

[bastla]

Also ich nehm mir jetzt so ein 1,9 V Handynetzteil mit einem Vorwiderstand und einem Poti. Insgesamt muss ich auf 1,731 V kommen. Mit einen 2,5 kOhm Poti bäruchte ich dann theor. einen 1,3 kOhm Vorwiderstand. Ich schalte den Vorwiderstand und den Poti in Reihe auf den DIM-Kontakt. Den Minuspol dann auf den Minuspols der KSQ? Neben dem DIM-Lötpad ist ein sehr kleines rundes Pad. Hat das eine Funktion?

[Achim H]

Insgesamt muss ich auf 1,731 V kommen.

Insgesamt musst Du auf 1,25V kommen. Hätte auch logisch sein müssen, da das PWM auch nur einen 1,25V-Pegel haben darf.
Bei 1,731V beträgt der Strom der KSQ bereits 200%. Schau Dir das Datenblatt an (Fußnote 3, Link zum Datenblatt ein paar Beiträge höher.).

Neben dem DIM-Lötpad ist ein sehr kleines rundes Pad. Hat das eine Funktion?

Der Punkt hat keine Bedeutung. Möglicherweise wurde damit nur die Schablone für den Lotstopplack positioniert. Zum Anlöten eines Kabel wäre die Fläche nicht groß genug. Das Kabel würde wahrscheinlich beim Anschauen schon wieder abfallen (aus Angst) .

[bastla]

Habe die Leiste (bis auf den DImmer) jetzt zusammengeschustert und sie lief anfangs einwandfrei. Mein Schaltnetzteil hat einen Poti mit dem ich die LEDs dimmen kann. Deshalb habe ich bisher keinen DImmer gebastelt. Warum genau soll man das so nicht machen? Gehen die LEDs dadurch kaputt? Oder die KSQ? Nach einiger Zeit fingen nämlich ca. die Hälfte an zu flackern.... Seltsamerweise am Anfang und Ende der Schaltung. 5 LEDs in der Mitte funktionieren einwandfrei. Bis dann nach 3-4 Sekunden die betroffenen anfangen stärker zu flackern und somit auch die heilen mitflackern. Hab ich sie schon zerstört?

[Achim H]

Mein Schaltnetzteil hat einen Poti mit dem ich die LEDs dimmen kann.

Dein Schaltnetzgerät hat ein Trimmpoti, mit dem man die Ausgangsspannung etwas justieren kann (typ. +/- 10%). Damit kann man keinen Strom einstellen, folglich kann man damit auch nicht dimmen.

Warum genau soll man das so nicht machen? Gehen die LEDs dadurch kaputt?

Yes.
Werden die Led über eine Spannung (nicht Strom) betrieben, stellt sich im kalten Zustand ein Strom dafür ein. Wenn die Leds warm werden, verringert sich die Vorwärtsspannung. Da sich die Spannung nicht den Gegebenheiten anpassen kann (diese müsste man nachregeln), steigt im Gegenzug nun der Strom durch die Led an.

Damit Du es auch wirklich verstehst.
Schau Dir mal diesen Graphen an (gehört zur Nichia NS6L183BT), soll nur als Beispiel dienen:

Bei 2,75V beträgt der Strom durch die Led ca. 90mA.
Wird die Led warm, verschiebt sich der Graph nach links (zum Beispiel um 0,1V).
Da die Led fortlaufend mit 2,75V betrieben wird, brauchst Du eigentlich nur bei 2,85V schauen, wo der Strom der Led sich dann befinden würde. Nämlich bei ca. 200mA.

Gefährlich wird es, wenn die Led kurz vor dem Maximum betrieben wird.
Da reichen möglicherweise schon 0,1 bis 0,2V, um die Led in die ewigen Jagdgründe zu befördern

Leds immer über den Strom betreiben.

Oder die KSQ?

Eine KSQ kann nur dann kaputt gehen, wenn diese außerhalb ihrer Spezifikationen betrieben wird.
So wie ich Deine letzte Antwort verstanden habe, hast Du die KSQ doch gar nicht eingebaut.
Folglich kann sie auch nicht kaputt gehen (abgesehen vom Zerfall durch ewiges Rumliegen).

Nach einiger Zeit fingen nämlich ca. die Hälfte an zu flackern.... Seltsamerweise am Anfang und Ende der Schaltung. 5 LEDs in der Mitte funktionieren einwandfrei. Bis dann nach 3-4 Sekunden die betroffenen anfangen stärker zu flackern und somit auch die heilen mitflackern. Hab ich sie schon zerstört?

Möglicherweise.
Ohne Konstantstromquelle hingen die Leds direkt am Netzgerät (48V +/- ein paar Volt).
Warum man Leds nicht über eine Spannung, sondern über den Strom betreiben soll, habe ich ein paar Zeilen höher bereits erklärt.
Möglicherweise waren Strom oder Spannung bereits so hoch, dass das Netzgerät Probleme bekam.

[bastla]

Klar hab ich die KSQ eingebaut! Schaltnetzteil -> KSQ -> 20 LEDs. Ich dachte, dass die KSQ die LEDs bei dieser Schaltung schützen, wenn man die Spannung beim Netzteil runterdreht, indem sie den Strom zwischen allen LEDs irgendwie ausmittelt. Achja ich habe keinen Vorwiderstand. Wahrscheinlich auch nicht so gut!?

Wie kann ich jetzt am besten Fehlersuche betreiben? Kann es sein, dass nur die LED am Anfang einer dunklen Kette kaputt ist?

Die Kette sieht wie folgt aus: -> XXXXXXXXXXXXXXXOOOOO ->

Ich würde der Logik nach sagen, dass alle Kaputt sind welche nicht leuchten (X).

HÄH????!!! Eben hab ich den Stecker reingesteckt und sie gehen wieder alle tadellos. Jetzt noch zwei mal probiert. Geht.

Puh wieder am Ausgangspunkt. Also ich darf die Spannung mit dem Schaltnetzteil nicht runteregeln. Da ich nämlich befürchte, dass der Kühlkörper nicht ausreicht will ich die LEDs unbedingt erstmal gedimmt betreiben. Heißt ich brauche den Dimmer.... Mist. Wieder zu Conrad....

Und wie verhält es sich mit der Spannung in diesem Fall? Ich habe 20 unterschiedliche LEDs. Der Durchbruchspannungsbereich liegt insgesamt bei 48,4 - 55,2 V. Die KSQ ist aber bis 50 V beschränkt. Ist es ein Problem, dass ich die 55,2 V nicht erreiche?

[Achim H]

Achja ich habe keinen Vorwiderstand. Wahrscheinlich auch nicht so gut!?

Der Strom wird von der KSQ eingestellt. Noch ein Bauelement, um den Strom einzustellen (der schon eingestellt ist) braucht man nicht.
Der Vorwiderstand ist überflüssig.

Der Durchbruchspannungsbereich liegt insgesamt bei 48,4 - 55,2 V. Die KSQ ist aber bis 50 V beschränkt. Ist es ein Problem, dass ich die 55,2 V nicht erreiche?

Mehr als 50V darf die Eingangsspannung nicht betragen.
Die maximale Ausgangsspannung ist bei einer abwärtsregelnden KSQ (Buck) stets kleiner als die Eingangsspannung.
Ich würde mindestens 2,5V Drop einkalkulieren. Das würde bedeuten, dass max. 47,5V entnommen werden können.
Im Datenblatt ist der Drop nicht angegeben.

Ich habe 20 unterschiedliche LEDs.

Hier wäre es ratsam, noch eine 2. KSQ zu versorgen und an beide nur jeweils 10 Leds anzuschließen.
Das 48V Netzgerät kannst Du weiterhin benutzen.
Eine hohe Spannung im Eingang bewirkt, dass weniger Strom benötigt wird (der kann sogar kleiner als der Strom am Ausgang der KSQ sein).

[bastla]

D.h. die Spannung pegelt sich selbst auf ca. 24 V ein, auch wenn ich die zwei KSQ mit 48 V füttere?

[Achim H]

Die Konstantstromquelle liefert genau soviel Spannung, wie die Leds bei dem Strom, mit dem sie betrieben werden, anfordern.

Die Spannung ist nicht konstant.
Solange die Leds noch kalt sind, wird eine etwas höhere Spannung angefordert.
Sind die Leds erst einmal in Betrieb, werden sie auch warm. Die Vorwärtsspannung der Leds ist dann leicht negativ, es wird etwas weniger Spannung benötigt.

Die Konstantstromquelle arbeitet getaktet, nicht linear. Das bedeutet, dass überschüssige Spannung nicht sinnlos verheizt, sondern umgeformt wird.

StepDown (Abwärtswandler):
Hohe Eingangsspannung, kleiner Strom --> KSQ --> kleine Ausgangsspannung, hoher Strom.

StepUp (Aufwärtswandler):
Kleine Eingangsspannung, hoher Strom --> KSQ --> hohe Ausgangsspannung, kleiner Strom.

[bastla]

Beinahe wären mir die LEDs durchgebrannt. Die 48 V von vorher waren jedenfalls keine gute Idee. Habe die Spannung jetzt erstmal vorsichtshalber auf die Hälfte reduzuert.

Nächstes Problem ist, dass ich an der Leiste 10 rote und 10 blaue LEDs habe. Habe jetzt an einer KSQ Rot und an der anderen Blau. Die roten haben eine etwas niedrigere Durchbruchspannung. Seltsamerweise sind aber die roten wesentlich dunkler als die blauen.

[Loong]

Seltsamerweise sind aber die roten wesentlich dunkler als die blauen.

-> Augenempfindlichkeitskurve.

[bastla]

Nein, das ist mir voher auch aufgefallen, aber das ist es nicht. Die roten leuchten momentan fast gar nicht! Anfangs leuchten sie für einen Bruchteil einer Sekunde gleichstark. Dann werden sie dunkler und bleiben es auch.

[Loong]

Welcher Strom fließt durch die roten?

[bastla]

Wie kann ich das messen ohne die Schaltung aufzutrennen?

[Loong]

Wenn du ihren Querschnitt weißt, über Länge und Spannungsfall an der Zuleitung.