Hochleistungs - LED Panel

[Manfred P. (manfred_p)]

Hi,

ich bin was Leistungselektronik angeht leider ziemlicher Laie - drum 
hier ein paar (u.U. doofe) Fragen.

Erst mal die "Problematik" - ein LED-Panel mit ca. 1000 RGB LEDs soll 
betrieben werden.
Jede LED hat eine "typische" Aufnahme von 0.2W - bei Vollast (alle 
Farben "voll offen") 1W.
Macht 1kW.

Das ganze läuft zudem noch mit 5V - da kommt einiges an Ampere zusammen 
- im schlimmsten Fall.
Dass das ganze auch noch an 12V (optional) betrieben werden soll macht 
die Sache nicht leichter.

Mit so was 
http://de.aliexpress.com/store/product/LAVALEE-12V-DC-DC-Input-to-5V-80A-400W-Car-Power-Converter-2pcs-bag/103659_693766527.html?storeId=103659 
wäre ein "Grundbetrieb" sicher möglich.

Im Versuchsaufbau werden meistens "nur" so um die 100-150W gezogen.
Das liegt daran, dass nur ein Teil der Pixel gleichzeitig leuchtet und 
auch das nicht "Hellweiß".

Aber bei hellen "Flashs" beweget sich das ganze deutlich Richtung 1000W.
Zwar nur für sehr kurze Zeit (<1s) aber ich schätze der oben verlinkte 
DC/DC Wandler würde das gar nicht mögen.

Meine Idee ist nun einen "Puffer-Kondensator" einzusetzen.
Ich denke da an so was (2 Stück logischerweise):
http://www.capcomp.de/fileadmin/Webdata/partner/NESSCAP/Datasheet-cell/NCE_2014_Data_2.7V650F_T.pdf

Aber - und hier kommen die Fragen, ich glaube nicht, dass man so was 
einfach zwischen Vcc und GND reinhängen kann wie einen typischen 
Stabilisierung-Kondensator mit ein paar hundert µF.

Die Idee noch mal - das Netzteil (bzw. DC/DC Wandler) liefert 400W 
Grundlast und hie und da für kurze Spitzen liefert der Kondensator die 
fehlenden Watt.

Frage 1: geht so was ohne komplexe / aufwändige Leistungselektronik?
Frage 2: kann der Kondensator zusätzlich zum Netzteil arbeiten (ergo 
Gesammtleistung ist Summe beider Elemente)?

Ach ja - noch eine finale Frage, die zwar nichts mit dem Kondensator, 
wohl aber was mit dem Projekt zu tun hat.
Kann man eigentlich zwei solche DC/DC Wandler parallel betreiben - Idee 
- zwei so Dinger und ich hab 800W statt 400?

Danke im Voraus
Manfred

[Falk B. (falk)]

@ Manfred Pohler (manfred_p)

>Jede LED hat eine "typische" Aufnahme von 0.2W - bei Vollast (alle
>Farben "voll offen") 1W.
>Macht 1kW.

Na hoffentlich hast du auch ausreichende Kühlung, denn ca. 80% müssen 
als Wärme über die Grundplatte abgeführt werden.

>Das ganze läuft zudem noch mit 5V - da kommt einiges an Ampere zusammen
>- im schlimmsten Fall.

200A! Und das Ganze auch noch dynamisch, wenn ein Schwarzbild auf ein 
Weißbild folgt. Da braucht man VIELE, DICKE Elkos!

>Dass das ganze auch noch an 12V (optional) betrieben werden soll macht
>die Sache nicht leichter.

Da braucht man halt ein passendes Netzteil. Von nix ist nix.

>http://de.aliexpress.com/store/product/LAVALEE-12V...
>wäre ein "Grundbetrieb" sicher möglich.

Kann sein.

>Aber bei hellen "Flashs" beweget sich das ganze deutlich Richtung 1000W.
>Zwar nur für sehr kurze Zeit (<1s) aber ich schätze der oben verlinkte
>DC/DC Wandler würde das gar nicht mögen.

Nein, der regelt gnadenlos ab, wie alle Schaltregler.

>Meine Idee ist nun einen "Puffer-Kondensator" einzusetzen.
>Ich denke da an so was (2 Stück logischerweise):
>http://www.capcomp.de/fileadmin/Webdata/partner/NE...

Schon mal gerechnet?

C = I * t / U = 150A * 1s / 0,5V = 300F

OK, könnte passen.

>Aber - und hier kommen die Fragen, ich glaube nicht, dass man so was
>einfach zwischen Vcc und GND reinhängen kann wie einen typischen
>Stabilisierung-Kondensator mit ein paar hundert µF.

Kann sein, muss nicht. Kommt drauf an wie das Netzteil reagiert. Einige 
gehen in die Strombegrenzung und laden den Elko. Andere erkennen 
Kurzschluß und schalten komplett ab.

>Frage 1: geht so was ohne komplexe / aufwändige Leistungselektronik?

Kann funktionieren.

>Frage 2: kann der Kondensator zusätzlich zum Netzteil arbeiten (ergo
>Gesammtleistung ist Summe beider Elemente)?

Ja.

>Kann man eigentlich zwei solche DC/DC Wandler parallel betreiben - Idee
>- zwei so Dinger und ich hab 800W statt 400?

Jain. Ein direktes Parallelschalten mögen die meisten DC/DC Wandler 
nicht, einige können es. Man kann aber je eine Hälfte des Panels mit 
einem Wandler betreiben, die 5V müssen in der Mitte ja nicht verbunden 
sein. GND allerdings schon ;-)

[Joachim B. (jar)]

kommt auf die Zahl der Panel Einspeisepunkte an

am wordclock24h haben wir "nur" 16 Streifen a 18 RGB LEDs braucht 
maximal 18A auf 5V, aber die koppel ich mit 8 stepdown aus 24V ein, ein 
24V/4A Netzteil war mir einfach sympatischer als 18A zu transportieren.

Die LED Stripes werden von Dout nach Din mit 470 Ohm gekoppelt, sollte 
dann keine nennenswerte Quereffekte mehr geben von DC zu DC Wandler.

[Manfred P. (manfred_p)]

Joachim B. schrieb:
> kommt auf die Zahl der Panel Einspeisepunkte an
>
> am wordclock24h haben wir "nur" 16 Streifen a 18 RGB LEDs braucht
> maximal 18A auf 5V, aber die koppel ich mit 8 stepdown aus 24V ein, ein
> 24V/4A Netzteil war mir einfach sympatischer als 18A zu transportieren.
>
> Die LED Stripes werden von Dout nach Din mit 470 Ohm gekoppelt, sollte
> dann keine nennenswerte Quereffekte mehr geben von DC zu DC Wandler.

Ja, 24V wären mir auch (viel) lieber - aber die APA102 laufen leider mit 
5V

@Falk
Danke für die ausführliche Antwort - Temperatur mach ich mir weniger 
Sorgen - das geht (am "kleinen Modell") ohne besondere Probleme - wie 
gesagt - die meiste Zeit die LEDs nur "partiell".

Wie dem auch sei - die Idee mit "aufteilen" gefällt mir.
Ist zwar nicht "optimale Ausnutzung" (weil ja u.U. grad am "ersten Teil" 
recht viel läuft und am anderen eher wenig) - aber es scheint auf jeden 
Fall eine sehr sinnvolle Variante.
Und bei den Kondensatoren könnte ich "eine Nummer kleiner" werden - was 
dann auch von den Kosten her wieder halbwegs passt.
Und die maximal Leistung (samt verbundenen Problemen)ist auch "geteilt" 
besser zu handhaben.

Danke noch mal für die Antworten - und sorry wegen "verzögerter 
Reaktion" - die Forum-Mails waren im Spam.

lg
Manfred