Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltnetzteile mit gemeinsamer Masse


von Karl P. (dakoal)


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Ich arbeite aktuell an einem Projekt in dem 700 WS2812b LEDs per µC 
angesteuert werden. Sowohl die LEDs als auch der µC werden per 5V 
betrieben. Ich habe mir gedacht, es wäre klüger 2 Schaltnetzteile für 
die LEDs zu verwenden, um einen gleichmäßigen Spannungsabfall zu 
gewährleisten (die 700 LEDs sind auf zwei Stränge verteilt). Im Forum 
habe ich bereits gelesen, dass es Netzteile gibt, die die Masse an PE 
legen. Das würde doch eigentlich kein Problem darstellen, da ich dann ja 
eigentlich nur zwei PE-Anschlüsse miteinander koppeln würde (die ja 
ohnehin zusammenhängen)? Desweiteren habe ich gelesen, dass 
Ausgleichsströme stattfinden werden. Aber der Spannungsunterschied würde 
ja durchaus klein bleiben, da auch die Belastung nahezu komplett 
symmetrisch ist.
Das Budget für mein Projekt ist leider nicht sehr groß (Student), daher 
habe ich mir diese Schaltnetzteile angesehen: 
http://www.ebay.at/itm/DC-5-12-24-48V-Switching-Power-Supply-LED-Strips-Lights-Schaltnetzteile-Schalter-/231718716403?var=&hash=item35f38303f3:m:mVV_OXZhUIx-q2Tpk2AmqUQ

Mache ich mir hier unnötig Sorgen, oder sollte ich lieber nur ein 
einziges Netzteil verwenden?

Vielen Dank!

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Du hast den Stromverbrauch von 350 LEDs a 60mA (voll weiß) schonmal 
berechnet?
Du kennst den Spannungsabfall längs des Stripes und hast wieviele 
Einspeisepunkte geplant?
Du hast ausrechenden Querschnitt für die Einspeisungen eingeplant (nicht 
wegen des Stroms sondern wegen des Sopannungsabfalls)?
Du kennst das Verhalten der Netzteile bei Lastwechseln (aus zu voll weiß 
und umgekehrt) wie Überschwingen, Einbrüche?

Gruß aus Berlin
Michael

von Karl P. (dakoal)


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>Du hast den Stromverbrauch von 350 LEDs a 60mA (voll weiß) schonmal
>berechnet?
Ja, ~21A

>Du kennst den Spannungsabfall längs des Stripes und hast wieviele
>Einspeisepunkte geplant?
Den Spannungsabfall längs des Stripes habe ich nicht beachtet, eine 
Einspeisung hatte ich aber ohnehin jeden Meter vor.

>Du hast ausreichenden Querschnitt für die Einspeisungen eingeplant (nicht
>wegen des Stroms sondern wegen des Spannungsabfalls)?
Genau hier liegt eines meiner Probleme, da ich aus Platzgründen maximal 
2.5 mm² verwenden kann. Die Zuleitung ist glücklicherweise nur 2 Meter 
lang, weshalb nur ein Spannungsabfall von 5% entsteht. Das würde aber 
bei 10A gelten, weshalb ich auch schon an 4 Netzteile gedacht habe...

>Du kennst das Verhalten der Netzteile bei Lastwechseln (aus zu voll weiß
>und umgekehrt) wie Überschwingen, Einbrüche?
Daran habe ich nicht gedacht, aber die LEDs einfach langsam auf 100% 
anlaufen zu lassen wäre kein großer Programmieraufwand.

Vielen Dank schon mal!

edit: Es gehen sich nur 2.5 mm² aus, da die Leitung durch einen dünnen 
Spalt geführt werden muss ==> die Menge der Leitungen stellt also kein 
Problem dar.

edit2: Gerade hatte ich die Idee, einfach eine 24V 10A Quelle zu 
verwenden und die Leistung einfach mit ein paar Buck-Converter zu 
verteilen. Wie sieht es mit der Masse bei denen aus?

: Bearbeitet durch User
von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Einspeisung alle Meter ist erstmal eine gute Idee.
GND muß ja ohnhin untereinander verbunden werden, 24V nhemen und 
StepDown ist auch keine schlechte Idee, schalte da aber nicht 
ausversehen die Ausgänge parallel, das mögen die meist nicht.
Die WS2812 sind ja so aufgebaut, daß jede LED die Daten selber ausgibt 
und nur den Eingang der nächsten treibt. Damit sind da recht geordnetet 
Verhältnisse. Ob das GND-potezial der letzten LED 200mV über dem der 
ersten liegt (gegen das GND am Netzteil gemessen) stört die dadurch 
nicht direkt.
Spannungsabfall an der LED selbst läßt die eben etwas dunkler werden 
(und versaut die Farbabstimmung) wenn der Spannungsabfall zu groß wird.

Kritisch ist die Absteuerung der ersten LED. Die sieht als Ansteuerung 
das Datensignal vom Controllerbezogen auf ihr GND. Dicht an der ersten 
LED in Din einen Reihenwiderstand einplanen, 220..330 Ohm sollten 
passen.
Hilft etwas gegen Überschwingen falls die Zuleitung dort länger ist und 
begrenzt mögliche Querströme etwas, wenn z.B. die Ansteuerung oder die 
LEDs keinen Strom haben.

Ob die Netzteile PE mit Sekundär-GND verbunden haben, ist eigentlich 
egal.
Eine gewollte Verbindung PE-GND ist auch kein Fehler, verhindert 
zumindest unangenehme Berührungsspannung auf der 5V-Seite über 
Netzfilter u.ä.
Kann aber u.U. andere Störungen erzeugen, wenn z.B. über µC - USB - PC - 
PE eine Masseschleife zustand kommt.

Gruß aus Berlin
Michael

von oszi40 (Gast)


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Karl Heinz P. schrieb:
> Spalt geführt werden muss ==> die Menge der Leitungen stellt also kein
> Problem dar.

WENN ich 700 LEDs einzeln ansteuern wollte, wären da auch noch "ein 
paar" weitere Drähte nötig und es wird "etwas" Störstrahlung entstehen 
duch steile Impulse. Bau Deine Erfindung erst mal mit 20 auf und 
steigere Dich dann nachdem Du damit ausreichend Erkenntnisse gesammelt 
hast. Das spart Geld.

von Karl P. (dakoal)


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@Michael Erstmal vielen Dank für Deine Hilfe, sehr nett von Dir. Eine 
Frage hätte ich aber noch:
>24V nehmen und StepDown ist auch keine schlechte Idee, schalte da aber nicht
>ausversehen die Ausgänge parallel, das mögen die meist nicht.
Ich hatte vor, jeweils alle GND-Ausgänge der StepDown-Converter 
zusammenzuschließen und jeweils einen kurzen Teil (vlt. 60 LEDs oder so) 
mit 5V über einen einzigen StepDown zu versorgen. Der nächste Strip 
hätte dann keine Verbindung zu den 5V vom vorherigen Strip, also sind 
sie dann auch nicht parallel. Sehe ich das richtig?


@oszi40  Einen Versuchsaufbau habe ich bereits gemacht. Hierbei wurden 
100 LEDs verwendet. Man kann aber eben bei solchen Projekten nicht vom 
kleinen aufs große schließen. Wie bereits gesagt würde ich nämlich für 
eine 5V-Versorgung 40A brauchen, da reichen dann keine 2.5 mm² mehr. Bei 
dem kleinen Versuch komme ich ja schon fast mit einem Router-Netzteil 
aus.

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