Stromversorgung für 4x LED 150-160 Volt Module mit jeweils 50 Watt

zipfelohr

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Hier eine einfache Stromversorgung für LED-Module, die ohne Regelung oder Konstantstromquelle auskommt. Die Module werden jeweils 2 in Serie parallel geschalten und 2000µ kommen zu jedem Modul parallel.
 

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  • Stromversorgung 2x150-160V-Module 300mA.asc
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Zur Info: Die Kondensatoren (Elkos) mit 1000uF bzw. 4x2200uF hängen an ca. 350V, müssen also für 350V/385V ausgelegt sein. Die Größe dieser Elkos - zusammengenommen - übersteigt die Größe eines getakteten Netzteiles für
die Speisung der LED's.
Die Frage ist, ob 10uF bzw. 22uF nicht ausreichen würden ? (sind immer noch groß genug)
Gruß, Udo
 
Hallo Udo,

das Platzproblem stellt sich nicht, (Platz ohne Ende) die Elkos habe ich in der Bastelkiste. Der Vorteil besteht in der geringen Verlustleistungsentwicklung, da über den beiden R's hinten nur ca. 8 Volt abfallen. Die Elkos müssen so groß gewählt werden, weil die Spannung im Kennlinienknick der Module hängt und bei kleineren Elkos die Welligkeit "demoduliert" wird, was zu einem Flimmern führen könnte. Aber natürlich kann man auch alle Elko-Werte halbieren, meine Testschaltung für 4 Panels läuft mit nur (insgesamt) 400µ einwandfrei. Hinten, an den Panels, reichen 180 Volt Elkos vollkommen aus, da die LED-Module auf ca. 150 Volt "stabilisieren" also begrenzen.
Bleib gesund
Andreas
 

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Die Simulation zeigt aber >300V an C4 an, also > 250V.

Na denn, Alles Gute und auf virenfreie Zukunft.
Udo
 
Logisch! C4 hängt ja direkt am Netz, -ich meinte die anderen C's, hinten an den Modulen... .

Alle Gute
Andreas
 
Neue Version, mit Transistorregelung für mehr Stabilität und aktiver Entbrummung. (spart viele Elkos)
 

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Damit man auch 1/4-Watt R's einsetzen kann:
 

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  • ENDVERSION-Netzteil HV Parallel.asc
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  • HV-Netzteil.jpg
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Schön, dass Du an eine Einschaltstromstoßbegrenzung gedacht hast (Sicherung).
Jetzt noch die 1N914 Diode ersetzen.
Gruß, Udo
 
Ja, da kommen extra noch 3 Sicherungen rein. 2 in die Stränge mit den 2 in Reihe geschaltenen Leuchtpads und eine 'normale' Netzsicherung. Die Dioden passen zur Simulation, -geht auch so. In Reallife kommen da schnelle Leistungs-Gleichrichterdioden oder eine fertige Graetz-Brücke rein.
 
Schnelle Dioden (Fast Recovery) müssen nicht sein (sind ja nur 50Hz), aber Sperrspannung muss passen (ca. 600V) , Strom natürlich auch.
 
Hallo Udo,
danke für Deine konstruktiven und bereichernden Hinweise. Danke dass Du mir mit Deinem Fachwissen bei dem Verständnis für Elektronik hilfst. Konkrete Hinweise zur Optimierung der Schaltung hätten mir freilich mehr geholfen... .
Hast Du da Ideen?


Viele Grüße
Andreas
 
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...wer einen Schaltregler braucht...
 

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  • ENDVERSION Speisung für 4 150V50W-Module mit Schaltregler.asc
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  • Schalt + Leucht.jpg
    Schalt + Leucht.jpg
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Während der Virenscan bei Deiner Endversion läuft, habe ich einen Schaltplan zusammengestellt.
Ich habe mich aber nicht mit den LED-Paneelen beschäftigt und bräuchte dazu eine Spezifikation, um klarzustellen, ob mein Vorschlag
funktioniert. In dieser Schaltung wird der LED-Strom konstant gehalten. Die Netzspannung muss darf aber nicht auf 230Vrms - 15% absinken, da die 2x150V sonst unterschritten werden.
Die Schaltung ist einfach, hat aber den Preis einer Gesamtverlustleistung von 16Watt, bzw 26Watt. Der Wirkungsgrad ist aber dennoch 87%, bei einer Ausgangsleistung von (150V*2*0,3)*2 = 180 Watt
 

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  • Netzteil HV Parallel-3.asc
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Geht leider bei 215Volt nicht mehr richtig, dies brauche ich aber. Außerdem stören mich etwas die Widerstände unten. Doch eine gute Schaltung, mit Einschränkungen würde sie auch funktionieren... .
Nimm doch zum Test einfach meine Simulation der Panels. Ich habe quasi den Transistor an sich als Stromquelle genommen und Du hast eine Stromquelle MIT Transistoren aufgebaut. Vorteil, ich spare den Leistungswiderstand und gewinne dadurch Eingangsspannungsmäßig mehr "Luft nach unten"... .
 

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  • Voschlag vom Kollegen aus spiceusersmodi.asc
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  • Schalt + Leucht vom Kllg..jpg
    Schalt + Leucht vom Kllg..jpg
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Hi Andreas,

ich hab mir mal Deine Schaltung angesehen und versucht, Deine Beweggründe für einzelne Details auszulesen. Und da muss ich vieles hinterfragen.

1.Netzgleichrichtung mit angeschlossenem „Grab“ Q4……..mit Umfeld. Nur nebenbei: Beim Anblick der Graetzbrücke bin ich fast seekrank geworden (Scherz).

Ich gehe mal davon aus, dass Deine Anwendung im Netzspannungsbereich 230Vrms +10% - 15% funktionieren soll. Ist das so ? Was die Schaltung Q3,Q7,Q4,Q1,Q2 bewirken soll, ist mir völlig unklar. Eine Stabilisierung – falls beabsichtigt – hat sie ja nicht. Teste mal bei verschiedenen Netzspannungswerten.

2. Ströme durch LED9…….LED11: Im Bereich 60mA. Ich denke, Du willst 300mA ?

3. Ströme Led10…..Led12: Pulsströme , warum ? Willst Du etwa dimmen ?

4. Was soll die Schaltung mit dem Darlington Q11,Q10 bzw. Q9,Q8 mit den 1Meg Basiswiderständen bewirken ? Bipolartransistoren haben toleranzabhängige Stromverstärkungen und sind temperaturabhängig! Das kann man zwar ausgleichen, muss aber schaltungstechnisch berücksichtigt werden. Das ist keine Stromquelle ! Der Strom wird ja nicht gemessen.

In meiner Schaltung waren die unteren Widerstände für die Funktion des Stromquellencharakters bestimmt. Du willst ja gleiche Ströme durch alle Paneele haben, oder? Bei meiner Schaltung blieb lediglich das Thema des Netzspannungsbereiches unbekannterweise unberücksichtigt.

Zusammengefasst möchte ich anmerken: Schaltung muss sich am geplanten Ziel orientieren. Deshalb meine Fragen, als da sind:

  • Netzspannungsbereich ?
  • Spannungstoleranzbereich eines 150V-Paneels ?
  • Benötigte Genauigkeit des Stromes durch ein Paneel-Segment ?
  • Dimmen ja/nein ?
Anmerkung zur Frage nach der Toleranz eines Paneels: Bei Parallelschaltung von Paneelen muss eine Stromquelle vorgesehen werden. Falls nicht, fließt der Strom primär durch das Segment mit der geringeren Spannung. Durch das Segment mit der höheren Spannung fließt fast kein Strom. Das ist das Problem bei Spannungssteuerung.
Bei Serienschaltung wäre das Problem nicht. Dann bräuchte man aber 600V mit Strombegrenzung.

Nach Beantwortung meiner Fragen können wir weiter über die möglichen Schaltungstopologien diskutieren.

Gruß, Udo
 
Na, ganz ehrlich, der Schaltregler ist nicht wirklich der Hit, wollte nur zeigen dass es auch mit ihm geht. (will ich auch nicht realisieren)

1. Netzspannungsbereich: 230 +/-5%
2. Die Panele haben einen ziemlichen Kennlinenknick bei ca 152V bei dem der Strom sprunghaft steigt, die Helligkeitszunahme zwischen 250 und 300mA ist aber nur marginal. (250mA würden auch gehen, sonst entsteht nur unnötige Hitze).
3. Das ist keine Dimmung (siehe Frequenz) sondern die Simulation des Abschaltens eines Stranges.
4. In einer neuen Schaltung wird in Durchlassrichtung stabilisiert, so dass man die Dioden nur auf den KK der Transistoren machen muss um den Strom ca. gleich zu halten, wie gesagt, -man sieht gewisse Änderungen gar nicht.


Transistoren sind regelbare Stromquellen, -keine Widerstände! Das nutze ich aus, aber -ja- thermische Effekte müssen freilich beachtet werden, schließlich ändert sich mit der Eingangsspannung auch die Temperatur der Lasttransistoren. (Punkt 4)

Grüße
Andreas
 

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  • ENDVERSION-Netzteil HV Parallel Temperaturkompensiert über Dioden.asc
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Das ist aber kein Schaltregler, im Sinne eines Tiefsetzstellers. Der beinhaltet eine Speicherdrossel, Oszillator, PWM etc.
Wie kommst Du auf die Idee, dass Du Stromquellen benutzt hast ?
Ich werde mir mal ein paar Gedanken zu Alternativen machen, auch mit echtem Schaltregler.
Gruß, Udo
 
Danke Dir, das ist ein Tiefsetzsteller. Er arbeitet mit R und C. Natürlich ist der Wirkungsgrad gering, da der R (hier fungiert der Transistor als R) einen großen Teil der Leistung verbraucht, will ihn ja auch nicht realisieren. Doch, doch, -Bipolar-Transistoren sind steuerbare Stromquellen, im Gegensatz zu Röhren oder FET's!
 
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