Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzteildimensionierung bei vielen Led in Reihe


von Fabian S. (burnss)


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Guten Tag Leute,

ich brauche mal eure Einschätzung zu folgender Sachlage.
Ich habe hier eine Led Werbetafel. So ein Ding mit vielen Buchstaben.
Die Buchstaben und Rahmenelemente sind aus einer Art Hartgummi 
gefertigt/gegossen. In diesem Hartgummi sind Leds in Reihe vergossen.
Im Anhang mal ein Bild. Die Leds strahlen "nach hinten" auf eine Folie 
die das Licht dann so streut, dass eine gleichmäßige Ausleuchtung 
gewährleistet ist.
Die Gesamte Tafel ist in zwei Kreise aufgeteilt im Verhältnis ~1/3 
und~2/3.
Der jeweilige Kreis besteht aus einer Anzahl komplett in Reihe 
geschalteter Leds. Also In den Elemtenten selber und Element zu Element.
Ich habe mal den kleineren Kreis unter die Lupe genommen:
Dieser besteht aus etwa 90 Leds (genau ist dies nicht zu bestimmen ohne 
die Folie zu zerstören). Eine Led läuft etwa bei 3,25V und 18,5mA. Hier 
würde bestimmt auch noch ein wenig mehr gehen, aber da Werbetafel ist 
natürlich eine sehr Lange Lebensdauer unabdingbar. Bei meinen 
mittelmäßigen Elektrotechnik Kenntnissen komme ich da auf ein Netzteil 
was etwa 350V bei einem Strom von ~20mA liefern müsste (20% Reserve 
eingerechnet). Ohne es bisher geprüft zu haben müsste der zweite Kreis 
etwa 700V und 20mA benötigen.

Dies kommt mir sowohl unüblich gelöst als auch sehr gefährlich vor. 
informationen zu den zuvor verbauten Netzteilen habe ich nicht. Leider 
muss die Tafel idealerweise morgen verbaut werden.
Ich danke euch für eure Einschätzung.

Nachtrag: Was ich noch vergessen habe. Die Leds leuchten grün und haben 
4 Pins. Anscheinend antiparallel zu jeder einzelnen Led ist eine Z-Diode 
W8 NZ geschaltet.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Fabian S. schrieb:
> Dies kommt mir sowohl unüblich gelöst als auch sehr gefährlich vor.

Mir auch.

Eventuell kannst du die ganze Schaltung in kürzere Ketten zerlegen. Jede 
Kette bekommt dann einen eigenen Vorwiderstand und das kommt dann an ein 
gewöhnliches Netzteil (nicht mehr als 48V).

von Andreas B. (bitverdreher)


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Wenn das Ganze ordentlich isoliert aufgebaut wird, sehe ich da keine 
Probleme. Mit einer Reihenschaltung aller LEDs läßt sich auch ein 
optimaler Wirkungsgrad erreichen. Soweit auch alles im  grünen Bereich.

von Udo S. (urschmitt)


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Ich verstehe den Sinn der Frage nicht so ganz.
Mit den Infos, die auf den Netzteilen stehen sollten könnte man mehr 
anfangen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Udo S. schrieb:
> Mit den Infos, die auf den Netzteilen stehen sollten könnte man mehr
> anfangen.

Fabian S. schrieb:
> informationen zu den zuvor verbauten Netzteilen habe ich nicht.

von Michael B. (laberkopp)


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Fabian S. schrieb:
> Dies kommt mir sowohl unüblich gelöst als auch sehr gefährlich vor

Werbeleute haben früher gerne Neon-Reklamen eingesetzt, die laufen mit 
hohen Spannungen und potentiell tödlichen Strömen, die sind das also 
gewohnt.

Deine 700V+350V in Reihe bei 20mA passen an einen 
https://www.sal-shop24.de/product_info.php?info=p8616_neon-einbautransformator-miniblock--18-ma--1-500-18-pe.html 
(allerdings weiss ich nicht, welche Trafo Gleichspannung und welche 
Wechselsapnnung liefern und ob bei deiner Lampe ein Gleichrichter drin 
oder dran ist).

: Bearbeitet durch User
von georg (Gast)


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Fabian S. schrieb:
> Anscheinend antiparallel zu jeder einzelnen Led ist eine Z-Diode
> W8 NZ geschaltet.

Ja, um den Hauptnachteil dieser Beschaltung zu beseitigen: fällt eine 
LED aus leuchten auch die anderen 89 nicht mehr, und gleichzeitig wird 
die kaputte LED durch die dann ev. anliegenden 350 V zur Explosion 
gebracht. Die Zenerdiode übernimmt die Stromleitung wenn die LED nicht 
mehr leitet.

Ob das so eine pfiffige Lösung ist diskutiere ich lieber nicht.

Georg

von ArnoR (Gast)


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georg schrieb:
> fällt eine
> LED aus leuchten auch die anderen 89 nicht mehr, und gleichzeitig wird
> die kaputte LED durch die dann ev. anliegenden 350 V zur Explosion
> gebracht.

Wo soll denn die Spannung/Energie dafür herkommen? Sobald auch nur das 
geringste bisschen Strom fließt bauen die restlichen LED ihre 
Flussspannung
(89 x 3,xxV) wieder auf.

> Die Zenerdiode übernimmt die Stromleitung wenn die LED nicht
> mehr leitet.

Ja, die Kette leuchtet dann weiter, nur ein klein wenig dunkler.

> Ob das so eine pfiffige Lösung ist diskutiere ich lieber nicht.

Nenn eine bessere.

von Philipp G. (geiserp01)


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Fabian S. schrieb:
> Nachtrag: Was ich noch vergessen habe. Die Leds leuchten grün und haben
> 4 Pins

Das klingt nach einer RGB LED.

von Fabian S. (burnss)


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Entschuldigt bitte ich musste bis spät Abends arbeiten.

Stefanus F. schrieb:

> Eventuell kannst du die ganze Schaltung in kürzere Ketten zerlegen. Jede
> Kette bekommt dann einen eigenen Vorwiderstand und das kommt dann an ein
> gewöhnliches Netzteil (nicht mehr als 48V).

Das ist insofern nicht möglich, da die Einzelelemente unterschiedlich 
groß sind. Ich müsste somit an bestimmten Stellen die Leds freidremeln 
und neue Leitungen ziehen für die kein Platz wäre. Abgesehen davon denke 
ich würden durch die Toleranzen jeder Led sich dann verschiedene Ströme 
einstellen und das Gesamtbild wäre durch unterschiedliche Leuchtkraft 
nicht mehr gut.

Andreas B. schrieb:
> Wenn das Ganze ordentlich isoliert aufgebaut wird, sehe ich da
> keine
> Probleme. Mit einer Reihenschaltung aller LEDs läßt sich auch ein
> optimaler Wirkungsgrad erreichen. Soweit auch alles im  grünen Bereich.

Ich denke das die Tafel als solches schon ausreichend geschützt ist, ein 
dafür vorgesehenes Netzteil wird es hoffentlich auch sein.

Michael B. schrieb:

> Werbeleute haben früher gerne Neon-Reklamen eingesetzt, die laufen mit
> hohen Spannungen und potentiell tödlichen Strömen, die sind das also
> gewohnt.
>
> Deine 700V+350V in Reihe bei 20mA passen an einen
> 
https://www.sal-shop24.de/product_info.php?info=p8616_neon-einbautransformator-miniblock--18-ma--1-500-18-pe.html
> (allerdings weiss ich nicht, welche Trafo Gleichspannung und welche
> Wechselsapnnung liefern und ob bei deiner Lampe ein Gleichrichter drin
> oder dran ist).

Ich bin da leider eher der "auf Nummer sicher Geher" und daher von Natur 
aus skeptisch. Eine Lösung wo ich für beide Kreise mit einem Netzteil 
auskomme wäre natürlich super. Vielen Dank für den Link, ich lese mich 
da mal ein. Ein Gleichrichter ist nicht vorhanden. Die Anlage wurde 
einfach irgendwo abgebaut und die Zuleitung abgeschnitten. noch da ist 
lediglich die Serienschaltung. Ob die Netzteile der Zugänglichkeit 
halber incl eventuellem Gleichrichter weit ab der Werbetafel waren kann 
ich nicht sagen.

georg schrieb:

> Ja, um den Hauptnachteil dieser Beschaltung zu beseitigen: fällt eine
> LED aus leuchten auch die anderen 89 nicht mehr, und gleichzeitig wird
> die kaputte LED durch die dann ev. anliegenden 350 V zur Explosion
> gebracht. Die Zenerdiode übernimmt die Stromleitung wenn die LED nicht
> mehr leitet.
>
> Ob das so eine pfiffige Lösung ist diskutiere ich lieber nicht.

So habe ich mir das auch gedacht. Auch wenn es mir bei diesem Problem 
nicht weiter hilft aber was sind bessere Lösungsansätze bei einer so 
großen Reihe, einem Totalausfall beim Ausfall einer Led aus dem weg zu 
gehen?

Philipp G. schrieb:

> Das klingt nach einer RGB LED.

Das hat mich auch verwundert. Das besondere ist, dass die Leds genau den 
Firmenfarbton besitzen. Leider kann ich nicht "unter" die Led schauen. 
Aber gibt es überhaupt eine Möglichkeit mit nur 2 Adern eine RGB Led 
"anzusteuern"? Die müssten ja sonst ab Werk irgendwie auf den Farbton 
gebracht worden sein?!

von Soul E. (Gast)


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Auf dem Foto ganz oben sehen wir stinknormale Power TopLEDs. Die haben 
mit RGB nur insofern was zu tun, als dass man sie in jeder beliebigen 
Farbe kaufen kann.

Drei Pins sind Anode und einer Kathode. Oder umgekehrt, je nachdem 
welche Seite des Chips bei der jeweiligen Technologie unten ist. Aus den 
drei verbunden Pins kommt die Wärme raus, der vierte geht nur auf einen 
hauchdünnen Golddraht, der zur Oberseite des Chips führt.

Hier ein Beispiel: 
https://www.mouser.com/ds/2/311/LS%20E67F%20-%20Power%20TOPLED-318005.pdf

von Hasso (Gast)


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Fabian S. schrieb:

> Dieser besteht aus etwa 90 Leds (genau ist dies nicht zu bestimmen ohne
> die Folie zu zerstören). Eine Led läuft etwa bei 3,25V und 18,5mA. Hier
> würde bestimmt auch noch ein wenig mehr gehen, aber da Werbetafel ist
> natürlich eine sehr Lange Lebensdauer unabdingbar. Bei meinen
> mittelmäßigen Elektrotechnik Kenntnissen komme ich da auf ein Netzteil
> was etwa 350V bei einem Strom von ~20mA liefern müsste (20% Reserve
> eingerechnet). Ohne es bisher geprüft zu haben müsste der zweite Kreis
> etwa 700V und 20mA benötigen.

Ich habe gerade einen Lichtervorhang auf dem Tisch liegen, dessen 
Controller für diverse Lichteffekte das zeitliche gesegnet hat. Da hat 
es im Controller wohl einen Kurzschluss gegeben und einige Bauteile 
gesprengt, und natürlich ist bei dem Billigteil keinerlei Sicherung 
eingebaut.

Hier geht die Netzspannung ohne Trafo direkt auf einen 
Brückengleichrichter, und über einen kleinen Chip und 4 Thyristoren (4 
separate LED Kreise) werden die Lichteffekte gesteuert.

Ich könnte mir vorstellen, dass deine 90 Leds pro Kreis ähnlich 
angeschlossen waren. Kein Netzteil, sondern einfach an den 
gleichgerichteten 230 Volt Wechselspannung, was ja an einem kleinen 
Glättungs-C eine unbelastete Gleichspannung von 325 Volt ergibt.
Schau doch mal, ob dein großer Kreis nicht auch noch unterteilt ist, und 
mit 325 Volt auskommt.

von georg (Gast)


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Fabian S. schrieb:
> aber was sind bessere Lösungsansätze bei einer so
> großen Reihe, einem Totalausfall beim Ausfall einer Led aus dem weg zu
> gehen?

Weniger als 1 zusätzliches Bauteil geht ja nicht.

Georg

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