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Postby Kejoro » 05 Jun 2017 00:23
Hallo Yoshi,

eine Konstantstromquelle versucht den Strom konstant zu halten.
D.h. egal welcher Widerstand (1 LED oder 10 LEDs), dein Netzteil wird immer versuchen, den selben Strom hindurchzudrücken. Solche Konstantsstromquellen funktionieren allerdings nur in bestimmten Bereichen (z.B. 1V-40V Ausgangsspannung).
Du hast nun zwei Betriebsszustände: An und Aus.
Im Zustand An leitet die Zeitschaltuhr den Strom zu deiner Beleuchtung. Im Zustand Aus wird die Verbindung gekappt: jetzt liegt aus Sicht des Netzteils eine hohe Last an (hoher Widerstand, viele LEDs, oder eben Zeitschaltuhr). Dein Netzteil weiß allerdings nicht, ob es sich jetzt um 100 LEDs mehr handelt, oder eben um die besagte Zeitschaltuhr. Deshalb wird die Spannung erhöht, um den Stromfluss möglichst konstant zu halten.

omega wrote:ACHTUNG: die Leerlaufspannung eines LCM-40 beträgt bei 900mA 65V. Schließt Du zuerst das Netzteil ans Stromnetz an und dann erst die LEDs ans LCM-40, rauchen Dir die LEDs ab.

Anbei: Hast Du das nachgemessen oder aus einem Datenblatt entnommen? Ich finde das zwecks der Nachvollziehbarkeit wichtig.
Dein Netzteil liefert im Zustand Aus somit 65V. Es fließen nun vermutlich nur wenige Milliampere, weil die Zeitschaltuhr auch ein wenig Strom benötigt. Sobald die PWM wieder in den Zustand An schaltet, muss dein Netzteil nachregeln, sodass der Nennstrom fließt. Bleibt die Spannungs vom Netzteil konstant und die Regelung ist nicht schnell genug, kann das die LEDs zerstören.


Jetzt bring ich noch ein paar Argumente, warum es doch funktionieren kann:
Das Netzteil selbst ist eine auf einer PWM basierende Konstantstromquelle. Vermutlich eine Flyback Topologie, weil die Leistung gering ist und wir in DE galvanisch getrennte Verbrauchen benötigen
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc28740.pdf auf Seite 1 ist eine Beispielschaltung. Deine Zeitschaltuhr hängt parallel zu Cout.
Das Regelprinzip beruht darauf: Je höher die Last, desto höher die Spannung, bis der entsprechende (konstante) Strom fließt. Je höher die Last, desto länger ist die PWM (im Netzteil, nicht in der Zeitschaltuhr) im Zustand An. In diesem Zustand wir eine Spule (in diesem Fall ein Trafo) mit einem Strom geladen, im Zustand Aus hält der Trafo diesen Strom auf der Ausgangsseite ziemlich konstant. Im Falle des Leerlaufes (die Zeitschaltuhr ist im Zustand Aus) fließt nur ein minimaler Strom durch den Trafo. Wird nun eine Last angeschlossen (Zeitschaltuhr: Zustand An), so treibt die Spule den minimalen Strom weiter, deine LEDs glimmen dann kaum. Die Spannung an deinen LEDs würde ganz kurz zusammenbrechen. In der nächsten Netzteil-PWM-Periode würde das Netzteil die Laständerung registrieren und erhöht die PWM wieder, bis der Nennstrom fließt.

Das Problem hierbei ist der Ausgangskondensator Cout. Dieser Kondensator kann dir deine LEDs zerstören, wenn er groß genug ist. Er hält die Spannung nämlich näherungsweise (in der Größenordnung einer Netzteil-PWM-Periode) konstant.

Der Kondensator wird von den LEDs allerdings durch die Zuleitung entkoppelt. Die Leitung hat hauptsächlich einen resistiven und einen induktiven Charakter.

Im Zusammenspiel mit der Leitung kann es also gut sein, dass die LED eine lange Lebenszeit haben können.


Aber wie Robert schon schrieb:
Der Versuch, eine Konstantstromquelle, wie sie das Netzteil der Aquasky ist, durch Nachschalten eine PWM-Dimmers wie dem Controller von Aquatlantis oder der Zeitschaltuhr mit LED Dimmfunktion von LEDdevil nachträglich dimmbar zu machen, ist Pfusch, und zwar grober.

Und damit hat er Recht. Wenn man nicht die Mittel hat, die Schaltung genauer zu untersuchen, um das von mir erläuterte nachzuvollziehen, sollte man von deiner Konfiguration abraten. Unter Mittel verstehe ich z.B. ein Oszilloskop, um die Spannungsverläufe anzusehen.
Ich vermute nämlich kleine Spitzen zu den Anschaltzeitpunkten deiner Zeitschaltuhr, die thermischen Stress für deine LEDs bedeuten. Das ist, als wenn man einen Draht ständig nach oben und unten biegt (Metall dehnt sich mit Temperaturschwankungen). Irgendwann ist das Material müde und bricht. Dann gibts einen Wackelkontakt.

Ich hoffe damit die Frage auf das "wie lange" wenigstens qualitativ beantwortet zu haben.

YoshiMaus wrote:Ansonsten muss ich meinen Beitrag löschen.

Lass diesen Beitrag bitte drin. Es kommen sicherlich noch einige Leute auf diese Idee und können sich hier danach erkundigen.


Viele Grüße und gute Nacht,

Kevin
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Postby Wuestenrose » 05 Jun 2017 09:07
Morgen Kevin…


Danke für Deine Erläuterungen. Die Kurzfassung: Eine Konstantstromquelle (KSQ) versucht im Rahmen ihrer Möglichkeiten, der durch den Regelkreis und die maximal mögliche Spannung begrenzt ist, den Ausgangsstrom konstant zu halten. Der Controller von Aquatlantis oder der Zeitschaltuhr mit LED Dimmfunktion von LEDdevil sind PWM-Steuergeräte, die die LEDs im Takt der PWM-Frequenz mit wechselndem Puls-Pausen-Verhältnis an die am Eingang angeschlossene Spannungsquelle schalten. Schließt man statt dessen eine Stromquelle an, so wird diese versuchen, auch in den Pausen, also wenn die LEDs weggeschaltet sind, den Strom konstant zu halten. Weil zu wenig Strom für die KSQ bedeutet, die Spannung ist zu niedrig, erhöht sie dazu ihre Ausgangsspannung immer weiter, bis ihr maximal möglicher Wert erreicht ist. In der KSQ ist parallel zum Ausgang ein größerer Kondensator angeschlossen, der den Ausgangsstrom glättet (COUT im verlinkten Datenblatt). Der Kondensator lädt sich daher auch auf die maximal mögliche Ausgangsspannung auf. Schaltet der PWM-Controller die LEDs wieder zu, entlädt sich der Kondensator schlagartig über die LEDs. Der dabei fließende Strom wird nur durch Innenwiderstand des Kondensators, die Leitungswiderstände und den An-Widerstand des Schalttransistors im Controller begrenzt und ist viel höher als der reguläre Strom. Das mögen die LEDs gar nicht.

Problem № zwei besteht dann, wenn die PWM-Frequenz des Controllers in die Nähe der Eigenfrequenz des Stromregelkreises der KSQ liegt. Dann kommt es zu Resonanzerscheinungen, bei denen der Strom willkürliche Werte annehmen kann, ein Betriebszustand, der weder der KSQ, noch den LEDs guttut.

Kejoro wrote:Anbei: Hast Du das nachgemessen oder aus einem Datenblatt entnommen?

Der Wert steht im Datenblatt. Das Problem ist auch hier der Ausgangskondensator. Schließt man an das eingeschaltete Netzteil LEDs an, entlädt sich dieser schlagartig über die LEDs, der dabei fließende Strom killt die LEDs oder schädigt sie nachhaltig. Diese Erfahrung hat wohl jeder LED-Bastler mal machen müssen, ich auch…


Grüße
Robert
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