Power LED, PWM Leistungsregler und Labornetzteil

[D. M. (dmon)]

Hallo zusammen,

ich möchte gerne eine Power LED - zum Testen verwende ich eine CREE 1304 
CXA1304 - mit einem PWM Leistungsregler (Kemo M171) dimmen.

Hier (Beitrag "High Power LEDs an Labornetzteil betreiben") habe ich gelesen, 
wie man solche LEDs direkt an einem Labornetzteil betreiben kann.

Das habe ich auch ausprobiert (Dr. Meter DC Power Supply PS-3010DF):
- Alle Regler runter drehen und Ausgangskabel kurzschließen
- Strom auf den Zielwert (hier 1A) einstellen - dazu musste ich den 
Spannungsregler leicht aufdrehen.
- Spannungsregler wieder auf 0, Netzteil abschalten.
- LED anklemmen, Netzteil einschalten.
- Spannungsregler langsam aufdrehen bis zur Nennspannung der LED (9V)

Das funktioniert soweit wie erwartet.
Jetzt lege ich die Spannungsversorgung vom Labornetzteil an den PWN 
Leistungsregler an und klemme die LED an die Lastausgänge. Der Poti ist 
erstmal ganz auf.

Wenn ich jetzt die Spannung am Labornetzteil erhöhe, beginnt zwar die 
LED irgendwann zu leuchten und ich kann mit dem Poti dimmen, ich 
erreiche aber nie die eingestellt Stromstärke von 1A.
Selbst wenn ich den Stromregeler voll aufdrehe komme ich nicht 
wesentlich über 0,5A.

Warum ist das so?

Ich war außerdem der Ansicht, dass ich mit einem PWM Leistungsregler 
kontinuierlich bis auf 0% Leuchtkraft herunterkommen kann.
Das geht aber leider nicht.
Ab einem bestimmten Schwellenwert wird die LED innerhalb von ca. 1 
Sekunden immer dunkler bis sie aus ist.
Auch da verstehe ich nicht, warum das so ist.

Viele Grüße
D.Mon

[Wolfgang (Gast)]

D. M. schrieb:
> Auch da verstehe ich nicht, warum das so ist.

LEDs werden mit Strom betrieben. Die Nennspannung ist nur ein Richtwert, 
der z.B. von der Temperatur abhängt. Bei 400mA und 25°C sind es typisch 
10.5V, bei 85°C nur 9V. Du brauchst eine Stromstabilisierung, z.B. durch 
einen Vorwiderstand.
Wie die Stromregelung deines Netzgerätes bei Pulsbelastung durch PWM 
reagiert, muss man für deine Betriebsweise überprüfen.
Für den KEMO PWM-Dimmer ist eine Mindestspannung von 9V angegeben und 
wer weiß, was mit der Spannung passiert, wenn das Netzgerät während der 
PWM-Pulse in die Strombegrenzung fährt.
Möglicherweise arbeitet er dann nicht mehr vernünftig.

[Carsten-Peter C. (carsten-p)]

Hallo,
vielleicht hilft Dir meine Schaltung weiter. Es ist nur ein Auszug. Das 
12V PWM Signal kommt von einem Optokoppler. Mit R15 stellt man den 
maximalen Strom ein. Das Netzteil sollte etwas mehr Spannung liefern, 
wie gebraucht wird.
Gruß Carsten

[Wolfgang (Gast)]

Carsten-Peter C. schrieb:
> Mit R15 stellt man den maximalen Strom ein.

Und wenn der FET warm wird, steigt der Strom munter an.

[Jörg R. (solar77)]

D. M. schrieb:
> Warum ist das so?

Wolfgang hat schon viele wichtige Punkte aufgezählt.

Im DB deines Reglers steht explizit dass für den Betrieb von LEDs ein 
Vorwiderstand notwendig ist. Der Regler ist recht universell einsetzbar, 
er ist aber nicht speziell für den Betrieb von LEDs ausgelegt.

Im DB deiner LED siehst Du auf Seite 17 ein Diagramm. Dort siehst Du die 
Abhängigkeit von Strom und Spannung in Abhängigkeit der Temperatur. Das 
Diagramm zeigt recht deutlich dass bei 9V und 25 Grad/C vermutlich keine 
1000mA fließen. Es sind eher um die ca. 300mA.

https://cree-led.com/media/documents/ds-CXA1304.pdf

Ich hoffe Du hast die LED auf einem Kühlkörper montiert.

Als ersten Ansatz würde ich einen richtigen LED-Treiber verwenden, z.B. 
von Meanwell.

Bleibst Du bei deinem Regler benötigt er eine höhere Spannung und einen 
Vorwiderstand für die LED.


D. M. schrieb:
> Das habe ich auch ausprobiert (Dr. Meter DC Power Supply PS-3010DF):
> - Alle Regler runter drehen und Ausgangskabel kurzschließen
> - Strom auf den Zielwert (hier 1A) einstellen - dazu musste ich den
> Spannungsregler leicht aufdrehen.
> - Spannungsregler wieder auf 0, Netzteil abschalten.
> - LED anklemmen, Netzteil einschalten.
> - Spannungsregler langsam aufdrehen bis zur Nennspannung der LED (9V)
>
> Das funktioniert soweit wie erwartet.

Ja, aber wie hoch war der Strom der geflossen ist?

[Carsten-Peter C. (carsten-p)]

Wolfgang schrieb:
> Carsten-Peter C. schrieb:
>> Mit R15 stellt man den maximalen Strom ein.
>
> Und wenn der FET warm wird, steigt der Strom munter an.

Hallo,
da hast Du schon Recht. Der Strom steigt an. Ich schalte 3x 350mA 
LED-Lampen in Reihe und betreibe die mit 320mA. Der Unterschied der 
Helligkeit ist bei mir kaum zu sehen. 320mA an 4,7 Ohm ergibt ca. 1,5V. 
Die Spannungsänderung durch Erwärmung bei dem Mosfet auf einem kleinen 
Kühlkörper beträgt ca. 0,1V. Dadurch steigt der Strom auf 340mA. Wählt 
man R13 größer, ist der Anstieg kleiner. Mit getakteten 
Konstantstromquellen, egal ob selbst gebaut oder fertig gekauft, habe 
ich eher schlechte Erfahrungen gemacht. Entweder waren sie in einem 
Bereich „unruhig“ oder zu träge.
Gruß Carsten

[Jörg R. (solar77)]

D. M. schrieb:
> Warum ist das so?

Gegenfrage..weshalb hast Du den Thread eröffnet? Dein Interesse ist ja 
scheinbar gleich Null.

[D. M. (dmon)]

Hallo an alle,

zunächst mal vielen Dank für Eure Beiträge.

Jörg R. schrieb:
> Dein Interesse ist ja scheinbar gleich Null.

Sorry, dass ich mich erst jetzt wieder melde.
Ich habe aktuell sehr wenig Freizeit und zusätzlich hatten wir einen 
Unfall in der Familie.

> Ja, aber wie hoch war der Strom der geflossen ist?
Bei voll aufgedrehtem Stromregler am Netzteil waren es annähernd 0,5 A.
In der vorher eingestellten Position ca. 0,4 A oder etwas darunter.

> Bleibst Du bei deinem Regler benötigt er eine höhere Spannung und einen
> Vorwiderstand für die LED.
Ich möchte vorerst noch mit dem Regler weiter experimentieren, auch weil 
ich noch nicht genau weiß, welche LEDs ich künftig einsetzen möchte.

Wenn ich die bisherigen Informationen und das Datenblatt richtig 
verstehe, sollte ich folgendes beachten:
- Kühlkörper, um die Temperatur auf max. 85°C zu begrenzen
- Spannung an der LED nicht über 10,25 V
- In dem Fall würde sich dann der Strom von 1.000 mA einstellen
Ist das soweit richtig?

Wie sollte ich dann den Vorwiderstand dimensionieren?
Mithilfe eines Widerstandsrechners bin ich rein rechnerisch auf folgende 
Werte gekommen:
- Spannungsquelle: 13,3 V
- LED-Spannung 10,25 V
- Vorwiderstand errechnet: 3,05 Ω mit min. 2,82 W
Bei Conrad habe ich welche gefunden (allerdings nur SMD) mit 3,3 Ω und 3 
W.
Ich dachte, da könnte ich vielleicht Drähte anlöten

Würde das dann funktionieren oder gibt es weitere Punkte zu beachten - 
oder bessere Empfehlungen?

Kühlkörper habe ich aktuell noch keinen und deshalb immer nur relativ 
kurz eingeschaltet. Wenn jemand Tipps hat, welche gut und preiswert 
sind, würde das helfen.

Unabhängig davon:
Ich möchte später auch mit anderen, noch helleren LEDs (so hell wie 
möglich) arbeiten.
Worauf müsste ich da ggf. bei der Auswahl eines Treibers achten und wie 
könnte ich dann Dimmen? Ich möchte möglichst kontinuierlich bis 0% 
Dimmen können und die Lichtfarbe sollte möglichst einigermaßen konstant 
bleiben. Parallel- oder Reihenschaltung von LEDs ist derzeit kein Thema. 
Wenn es die Kosten nicht deutlich hochtreibt, würde ich aber gerne 
unterschiedliche Power LEDs anschließen können.

Viele Grüße
D.Mon

[Udo S. (urschmitt)]

D. M. schrieb:
> - Kühlkörper, um die Temperatur auf max. 85°C zu begrenzen

Das ist wohl eher das absolute Maximum. Man bleibt besser darunter.
Also die Led auch für Tests nie ohne dicken Kühlkörper betreiben. Gute 
Wäremanbindung (Wärmeleitpaste, Pads, ...)

D. M. schrieb:
>> Ja, aber wie hoch war der Strom der geflossen ist?
> Bei voll aufgedrehtem Stromregler am Netzteil waren es annähernd 0,5 A.
> In der vorher eingestellten Position ca. 0,4 A oder etwas darunter.

Wie gemessen? Der Anzeige deines Billignetzteils würde ich bei PWM nicht 
trauen. Lieber ein externes Messgerät einschleifen.

D. M. schrieb:
> - Spannung an der LED nicht über 10,25 V
> - In dem Fall würde sich dann der Strom von 1.000 mA einstellen
> Ist das soweit richtig?

Nein das ist falsch. Eine Led wird mit einem festen Strom betrieben. Die 
Spannung an der Led stellt sich dann entsprechend ein. Also die 
Strombegrenzung des Netzteils auf den gewünschten Strom stellen. Die 
Spannung auf einen sicheren Wert (< als Minimale Durchlassspannung der 
Led) stellen, Led anklemmen und dann die Spannung soweit hochdrehen bis 
der Nennstrom erreicht wird. Die Netzteilregelung sorgt dafür dass die 
Spannung dann nicht weiter ansteigt weil die Strombegrenzung abregelt.

Aber eine Fehlbedinung am Netzteil kann die Led natürlich schnell 
zerstören.

[D. M. (dmon)]

Udo S. schrieb:

> Nein das ist falsch. Eine Led wird mit einem festen Strom betrieben. Die
> Spannung an der Led stellt sich dann entsprechend ein. Also die
> Strombegrenzung des Netzteils auf den gewünschten Strom stellen. Die
> Spannung auf einen sicheren Wert (< als Minimale Durchlassspannung der
> Led) stellen, Led anklemmen und dann die Spannung soweit hochdrehen bis
> der Nennstrom erreicht wird. Die Netzteilregelung sorgt dafür dass die
> Spannung dann nicht weiter ansteigt weil die Strombegrenzung abregelt.

Ja, so hab ich das ja gemacht, nur wurde der vorher eingestellte 
Nennstrom nie erreicht, nicht mal die Hälfte.

Ich hatte Wolfgang und Jörg so verstanden, dass der Nennstrom erst 
erreicht wird, wenn die Temperatur entsprechend ansteigt. Allerdings 
gehe ich schon davon aus, dass die LED "heiß" geworden ist. Kühlkörper 
muss ich erst noch besorgen.

Gruß
D.Mon

[Axel S. (a-za-z0-9)]

D. M. schrieb:

> Das habe ich auch ausprobiert (Dr. Meter DC Power Supply PS-3010DF):
> - Alle Regler runter drehen und Ausgangskabel kurzschließen
> - Strom auf den Zielwert (hier 1A) einstellen - dazu musste ich den
> Spannungsregler leicht aufdrehen.
> - Spannungsregler wieder auf 0, Netzteil abschalten.
> - LED anklemmen, Netzteil einschalten.
> - Spannungsregler langsam aufdrehen bis zur Nennspannung der LED (9V)

Das ist eine Methode wie man garantiert, daß ein Labornetzteil im 
Konstantstrombetrieb bleibt. Auch mit Ausgangselko. Einen Zusammenhang 
zur eigentlichen Problemstellung sehe ich dabei nicht.

> Jetzt lege ich die Spannungsversorgung vom Labornetzteil an den PWN
> Leistungsregler an und klemme die LED an die Lastausgänge. Der Poti ist
> erstmal ganz auf.

Das Potentiometer. Nicht der. Und was heißt das eigentlich genau? Hat 
dein Netzteil nicht mehrere davon?

> Wenn ich jetzt die Spannung am Labornetzteil erhöhe, beginnt zwar die
> LED irgendwann zu leuchten und ich kann mit dem Poti dimmen, ich
> erreiche aber nie die eingestellt Stromstärke von 1A.
> Selbst wenn ich den Stromregeler voll aufdrehe komme ich nicht
> wesentlich über 0,5A.
>
> Warum ist das so?

Kann alles mögliche sein. Meßfehler. PWM erreicht nicht die angegebenen 
95% maximalen Tastgrad. PWM-Regler kommt nicht klar mit der 
einbrechenden (wegen Stromregelung) Spannung.

Aber der Aufbau ist sowieso falsch.

D. M. schrieb:
> Wenn ich die bisherigen Informationen und das Datenblatt richtig
> verstehe, sollte ich folgendes beachten:
> - Spannung an der LED nicht über 10,25 V
> - In dem Fall würde sich dann der Strom von 1.000 mA einstellen
> Ist das soweit richtig?

Es ist nicht grob falsch, aber dahingehend irreführend daß du davon 
ausgehst daß du eine Spannung an die LED anlegen kannst und sich dann 
der gewünschte Strom einstellt. Das funktioniert in der Praxis nicht, 
weil die Strom/Spannungs-Kennlinie sehr steil verläuft.

Kleine Änderungen der Spannung bewirken große Stromänderungen. Außerdem 
ist die Spannung die für den Nennstrom benötigt wird (Schwellenspannung) 
exemplar- und temperaturabhängig.

Deswegen betreibt man LED entweder an eine Konstantstromquelle oder mit 
einen Vorwiderstand an einer Konstantspannungsquelle. Für letzeres 
wählst du die Spannung, die hinreichend größer sein muß als die 
Nenn-Schwellspannung. Der Widerstannd berechnet sich dann aus der 
Differenz dieser Spannungen und dem gewünschten Strom.

Und dann kannst du LED und Vorwiderstand auch an einen PWM-Regler wie 
dem von dir ausgesuchten anschließen.

[Armin X. (werweiswas)]

Jörg R. schrieb:
>
> Im DB deines Reglers steht explizit dass für den Betrieb von LEDs ein
> Vorwiderstand notwendig ist. Der Regler ist recht universell einsetzbar,
> er ist aber nicht speziell für den Betrieb von LEDs ausgelegt.
>
>
Manche (Verkäufer) verstehen unter LED auch die LED-Streifen die viele 
Abschnitte enthalten auf denen immer drei LED mit einem Vorwiderstand in 
Serie geschaltet sind. Diese kann man mit 12VDC und PWM sehr gut dimmen.
Die hier besprochene LED macht man mit so einem "Dimmer" und einem 
potenten Netzgerät ganz schnell kaputt.
Der Unterschied der mit einem Vorwiderstand vorkonfektionierten LED und 
der LEDs ohne macht es auch ein wenig kompliziert das für den 
Anwendungsfall geeignete LED-Netzteil zu kaufen weil, wie schon 
angesprochen, je nach Anwendungsfall ein spannungsgeregeltes oder eben 
wie hier, ein stromgeregeltes Netzteil benötigt wird. Bei den 
stromgeregelten Netzteilen muss man dazu noch auf den abgedeckten 
Spannungsbereich achten.

MfG

[Schmidtchen Schleicher (Gast)]

D. M. schrieb:
> Unabhängig davon:
> Ich möchte später auch mit anderen, noch helleren LEDs (so hell wie
> möglich) arbeiten.
> Worauf müsste ich da ggf. bei der Auswahl eines Treibers achten und wie
> könnte ich dann Dimmen?
> (...)
> Wenn es die Kosten nicht deutlich hochtreibt, würde ich aber gerne
> unterschiedliche Power LEDs anschließen können.

Die Grundfrage ist: Was genau hast Du vor?

("Labornetzteil" plus "KEMO PWM-Steller" (dies ist kein Regler,
auch wenn Hersteller/Verkäufer so was behaupten) ist schon einmal
eine ziemlich schlechte Kombination - allgemein, und erst recht
speziell zur Versorgung von LEDs.)


Ist das gerade zitierte so zu verstehen, daß Du eine Art "Power-
LED-Teststand" (für verschiedenste weiße Einzelemitter und/oder
COBs) haben willst?

Falls ja, in welchem Bereich (max. V_F(gesamt) / max. I_F) genau?

(Falls nein: Was präzise willst Du, zu welchem Zweck (oder welchen
ZweckEN) soll es dienen, was willst Du erreichen (/können) damit?)


Was Du willst, ist vielleicht ganz einfach, oder aber schwierig -
sollte es der "Teststand" sein, mal einige Schwierigkeiten dafür
zusammengefaßt:

Mittels PWM-dimmbarer Controller grundsätzlich machbar - obwohl
dann (falls immer gleicher KSQ-Strom) der Tastgrad dementsprechend
nach oben hin begrenzt werden müßte (was den mittleren Strom an
eine schwächere LED anpassen könnte - sauber ist das nicht...).

Denn LED-Treiber bilden eine Einheit, die an eine bestimmte LED
angepaßt werden muß - einen lastangepaßten Stromschaltregler.
(Eine Konstantstromquelle, welche auch nur in einem begrenzten
Bereich ihrer Ausgangsspannung arbeiten kann - die V_F der LED
muß innerhalb dieses Bereiches zu liegen kommen beim rated I_F.)

Der Konstantstrom ist ein Festwert, gedimmt wird via separate PWM.
Dafür, verschiedene LEDs mit versch. I_F zu betreiben, sind diese
Controller im Grunde nicht gedacht... sondern eben für einfachen
Betrieb von LEDs für Beleuchtungszwecke (wer tauscht in so einem
Fall andauernd den LED-Typ?). Das erforderte schon Modifikationen,
und nicht unbedingt einfache.

Obwohl es auch andere ICs gibt (die analog zu dimmen wären, aber
da müßte genauso der Maximalwert angepaßt werden wie bei PWM).


Oder man wählt Axels Ansatz, und nutzt einfach einen Mosfet + PWM.
Dieser kann diverse LEDs an diversen Betriebskonstantspannungen
mit diversen Vorwiderständen PWM-dimmbar machen - dazu nötig halt
jew. auf die LED angepaßter R_vor plus mehrere verschiedene oder
evtl. eine variable Konstantspannungsquelle.


Beschreibe mal ganz genau und ausführlich, worum es Dir geht.

[D. M. (dmon)]

Hallo nochmal,

Axel S. schrieb:
> D. M. schrieb:
>
>> Das habe ich auch ausprobiert (Dr. Meter DC Power Supply PS-3010DF):
>> - Alle Regler runter drehen und Ausgangskabel kurzschließen
>> - Strom auf den Zielwert (hier 1A) einstellen - dazu musste ich den
>> Spannungsregler leicht aufdrehen.
>> - Spannungsregler wieder auf 0, Netzteil abschalten.
>> - LED anklemmen, Netzteil einschalten.
>> - Spannungsregler langsam aufdrehen bis zur Nennspannung der LED (9V)
>
> Das ist eine Methode wie man garantiert, daß ein Labornetzteil im
> Konstantstrombetrieb bleibt. Auch mit Ausgangselko. Einen Zusammenhang
> zur eigentlichen Problemstellung sehe ich dabei nicht.

Na ja; der im Eingansgposting verlinkte Thread hat bei mir den Eindruck 
erweckt, ich könnte auf diese Weise mit meinem Netzteil eine 
Konstantstromquelle simulieren.

Axel S. schrieb:
>> Jetzt lege ich die Spannungsversorgung vom Labornetzteil an den PWN
>> Leistungsregler an und klemme die LED an die Lastausgänge. Der Poti ist
>> erstmal ganz auf.
>
> Das Potentiometer. Nicht der. Und was heißt das eigentlich genau? Hat
> dein Netzteil nicht mehrere davon?

Ich meinte damit das Poti des Leistungsreglers.

> D. M. schrieb:
>> Wenn ich die bisherigen Informationen und das Datenblatt richtig
>> verstehe, sollte ich folgendes beachten:
>> - Spannung an der LED nicht über 10,25 V
>> - In dem Fall würde sich dann der Strom von 1.000 mA einstellen
>> Ist das soweit richtig?

Axel S. schrieb:
> Es ist nicht grob falsch, aber dahingehend irreführend daß du davon
> ausgehst daß du eine Spannung an die LED anlegen kannst und sich dann
> der gewünschte Strom einstellt. Das funktioniert in der Praxis nicht,
> weil die Strom/Spannungs-Kennlinie sehr steil verläuft.

Vielleicht habe ich mich nicht gut ausgedrückt.
Ich meinte das so, dass das Labornetzteil vorher auf 1.000 mA 
Stromstärke eingestellt ist und es so verstanden, dass beim langsamen 
Aufdrehen des Spannungsreglers irgendwann die LED zu Leuchten anfängt, 
auf Betriebstemperatur kommt und dann bei 10.25 V die 1.000 mA fließen.
So lange die Temperatur noch geringer ist, fließt laut Diagramm ja ein 
geringerer Strom.

Schmidtchen Schleicher schrieb:
> Beschreibe mal ganz genau und ausführlich, worum es Dir geht.

Konkret geht es darum eine Mikroskopbeleuchtung mit eigener Optik, 
Baujahr ca. Anfang der 80er Jahre, die standardmäßig mit einer 100 W 
Osram Niedervoltglühlampe Typ 64625 betrieben wird, wahlweise (also 
austauschbar) mit sehr hellen LED Leuchten betreiben zu können.

Zum  Experimentieren habe ich mir erstmal halbwegs preiswerte LEDs 
geholt, an die ich als Stecker aufgebogene Büroklammern gelötet habe. 
Provisorisch hat das auch funktioniert und jetzt will ich mich weiter 
vortasten.

Ich benötige die Leuchten für spezielle Beleuchtungsverfahren, die sehr 
viel Licht benötigen und ich möchte damit auch Mikrofotografie bewegter 
Objekte machen, was noch mehr Licht benötigt um hinreichend kurze 
Belichtungszeiten verwenden zu können. Wer sich dafür interessiert, kann 
hier mal zwei Bilder in reduzierter Auflösung anschauen: 
https://www.chaos-net.de/webimages/foren/mikrochaos/210930-LED/ . Diese 
Bilder sind zwar mit einer anderen Beleuchtungstechnik entstanden, 
zeigen aber vielleicht in etwa, worum es geht.

Meine Anforderungen sind unter anderem:
- sollte so hell wie möglich und einigermaßen bezahlbar sein.
- dimmbar möglichst bis (fast) 0%, und möglichst feinfühlig. Das hat 
damit zu tun, dass ich bei Blitzaufnahmen das Licht seitlich Einspiegeln 
muss und die LED dann nur noch als Pilotlicht fungieren soll. Ist es zu 
hell, werden die Aufnahmen bescheiden.
- beim Dimmen sollte sich die Lichtfarbe nach Möglichkeit nicht allzu 
stark ändern. Bei der Halogen Glühlampe wir das Licht beim Dimmen immer 
ziemlich gelblich, was dann in der Bildbearbeitung Zeit und Qualität 
kostet.

Ja, so etwas gibt es gelegentlich auch fertig zu kaufen, meist als 
Sonderanfertigung bzw. Umbau. Man ist dann ungefähr ab einem mittleren 
dreistelligen Eurobetrag dabei. Aktuell sehe ich mich noch im 
Experimentierstadium und hoffe, dass ich mit Eurer Hilfe ein besseres 
Verständnis für die elektrischen Randbedingungen bekommen kann, um 
meinen Plan umzusetzen.

Viele Grüße
D.Mon

[Jörg R. (solar77)]

D. M. schrieb:
> - beim Dimmen sollte sich die Lichtfarbe nach Möglichkeit nicht allzu
> stark ändern.

Das erreichst Du wenn die LEDs mit Konstantstrom betrieben und über PWM 
gedimmt werden. Würdest Du die LEDs durch Stromänderung dimmen würde 
sich auch die Farbtemperatur ändern.


D. M. schrieb:
> - sollte so hell wie möglich und einigermaßen bezahlbar sein.

Dann ist ein richtiger Ansatz LEDs von Cree zu verwenden. Es gibt auch 
noch andere Hersteller von hochwertigen LEDs, zu Billigkram aus China 
würde ich dir abraten.

Deinen Ansatz dem Kemo eine strombegrenzte Versorgung zur Verfügung zu 
stellen würde ich verwerfen. Besorge Dir eine vernünftige 
Stromversorgung und betreibe die LED(s) über eine dimmbare 
Konstantstromquelle von Meanwell oder vergleichbarer Produkte. Für dein 
Vorhaben ist es eine einmalige Investition die sich untern Strich aber 
lohnt. Dein Kemo wird auch nicht vernünftig funktionieren wenn er nicht 
seinen Specs entsprechend versorgt wird.


D. M. schrieb:
> Ich hatte Wolfgang und Jörg so verstanden, dass der Nennstrom erst
> erreicht wird, wenn die Temperatur entsprechend ansteigt.

Nein, da hast Du etwas falsch verstanden. Den Strom bestimmt deine 
Konstantstromquelle. Wie heiß die LED wird hängt von deiner Kühlung ab. 
Die Kühlung ist sehr wichtig. Solche Hochleistungs-Leds müssen von 
Anfang gekühlt werden um sie nicht zu beschädigen. 1A kann die LED 
innerhalb kürzester Zeit final zerstören wenn sie nicht auf einem 
entsprechenden Kühlkörper sitzt. Du musst bedenken dass auf der kleinen 
Fläche der LED bei 1A und ca. 10V Uf ca. 10W in Wärme umgesetzt werden. 
Ohne Kühlung stirbt die LED den unmittelbaren Hitzetod.

Wird deine Beleuchtung ein LED-Ring um ein Objektiv herum? Oder wie 
sieht die Anordnung der LEDs aus?


> Allerdings gehe ich schon davon aus, dass die LED "heiß" geworden
> ist. Kühlkörper muss ich erst noch besorgen.

Wie gesagt, Kühlung ist das A&O, neben der Einhaltung der anderen Specs 
der LED. Ich würde die Temperatur der LEDs auch so gering wie möglich 
halten, also ausnutzen was an Kühlung (Fläche, Lüfter) möglich ist.


Du hast hier von einigen Usern wertvolle Tipps bekommen, zum Teil sehr 
ausführlich erklärt;-)


Armin X. schrieb:
> Manche (Verkäufer) verstehen unter LED auch die LED-Streifen die viele
> Abschnitte enthalten auf denen immer drei LED mit einem Vorwiderstand in
> Serie geschaltet sind.

Ja, aber ich bezog mich auf den Kemo und die verwendete LED des TO;-)

[D. M. (dmon)]

Hallo nochmal und danke für die geduldige Unterstützung,

Jörg R. schrieb:
> D. M. schrieb:
>> Ich hatte Wolfgang und Jörg so verstanden, dass der Nennstrom erst
>> erreicht wird, wenn die Temperatur entsprechend ansteigt.
>
> Nein, da hast Du etwas falsch verstanden. Den Strom bestimmt deine
> Konstantstromquelle.

Dann habe ich das vielleicht noch nicht richtig verstanden:
Jörg R. schrieb:
> Im DB deiner LED siehst Du auf Seite 17 ein Diagramm. Dort siehst Du die
> Abhängigkeit von Strom und Spannung in Abhängigkeit der Temperatur. Das
> Diagramm zeigt recht deutlich dass bei 9V und 25 Grad/C vermutlich keine
> 1000mA fließen. Es sind eher um die ca. 300mA.

Es ist doch so, dass die Stromstärke die feste Größe sein sollte und 
sich die Spannung in Abhängigkeit von der Temperatur einstellt. Die 
Temperatur wird durch die Kühlung begrenzt und daraus resultiert dann 
eine bestimmte Spannung, die sich einstellt. Ist es so richtig?

Jörg R. schrieb:
> Wird deine Beleuchtung ein LED-Ring um ein Objektiv herum? Oder wie
> sieht die Anordnung der LEDs aus?
Nein, es gibt ein Lampengehäuse, das von hinten an den Fuß des 
Mikroskops angeflanscht wird.
In diesem befindet sich ein Leuchtensockel, der in drei Richtungen 
einjustiert werden kann. Die Lampe leuchtet von hinten über zwei Linsen 
auf einen Planspiegel, der über ein System von Linsen, Blenden und 
weiteren optische Komponenten das Objekt von unten durchleuchtet. Hinter 
der Leuchte befindet sich noch ein verstellbarer Hohlspiegel, der das 
nach hinten strahlende Licht nach vorn reflektiert. Im Fall der LED mit 
Kühlkörper wird dieser natürlich funktionslos.
Das Ganze muss sehr exakt justiert werden um eine genau zentrische 
Ausleuchtung zu erhalten.

Jörg R. schrieb:
> Du hast hier von einigen Usern wertvolle Tipps bekommen, zum Teil sehr
> ausführlich erklärt;-)

Ja, und das weiß ich auch sehr zu schätzen.
Die Informationen müssen sich nur noch setzen.
Manche Erklärungen, die ich selbst im Internet recherchiert habe sind 
leider unpräzise oder widersprüchlich.

Den Kemo Regler kann ich zum Glück noch zurückgeben.
Ich hab im Geschäft extra gefragt.

Viele Grüße
D.Mon

[Armin X. (werweiswas)]

D. M. schrieb:
> Ja, so etwas gibt es gelegentlich auch fertig zu kaufen, meist als
> Sonderanfertigung bzw. Umbau. Man ist dann ungefähr ab einem mittleren
> dreistelligen Eurobetrag dabei. Aktuell sehe ich mich noch im
> Experimentierstadium und hoffe, dass ich mit Eurer Hilfe ein besseres
> Verständnis für die elektrischen Randbedingungen bekommen kann, um
> meinen Plan umzusetzen.

Moin
Hat man dafür nicht Kaltlichtquellen mit Glasfaserbündeln verwendet?

D. M. schrieb:
> Es ist doch so, dass die Stromstärke die feste Größe sein sollte und
> sich die Spannung in Abhängigkeit von der Temperatur einstellt. Die
> Temperatur wird durch die Kühlung begrenzt und daraus resultiert dann
> eine bestimmte Spannung, die sich einstellt. Ist es so richtig?

Ja. Richtig.
Im Datenblatt ist auch beschrieben wie weit sich der Farbort bei 
Stromänderung verschiebt. Ohne jetzt nachgeschaut zu haben fabuliere ich 
mal, dass bei 90% des Stromes noch keine große Änderung stattfindet, 
sich aber die Kühlung vereinfacht weil dann gleichzeitig auch die am 
Chip abfallende Spannung reduziert ist.
Ich wollte eben einen netzbetriebenen LED-Treiber von Meanwell oder 
Osram vorschlagen, aber...
Die meisten dimmbaren LED-Treiber haben am Ausgang einen Elko der an der 
LED einen kontinuierlichen Stromfluss erzeugt. Weglassen kann man den 
auch nicht so einfach weil sonst der Strom zu stark ansteigt.
Wird nicht einfach werden etws geeignetes zu finden.

MfG

[D. M. (dmon)]

Guten Morgen,

Armin X. schrieb:
> Moin
> Hat man dafür nicht Kaltlichtquellen mit Glasfaserbündeln verwendet?

Ich bin zwar kein Experte, was Mikroskopbeleuchtungen angeht, aber diese 
Variante kenne ich nur für Auflichtbeleuchtungen primär für sog. 
Stereolupen bzw. Stemis. Für meinen Fall wären die unbrauchbar und 
billig sind sie auch nicht. In meinem Lampenhaus ist aber ein 
Wärmeschutz-Filter um den IR-Anteil zu minimieren, weil der die 
untersuchen Organismen sehr schnell schädigen kann.

Armin X. schrieb:
> Ich wollte eben einen netzbetriebenen LED-Treiber von Meanwell oder
> Osram vorschlagen, aber...
> Die meisten dimmbaren LED-Treiber haben am Ausgang einen Elko der an der
> LED einen kontinuierlichen Stromfluss erzeugt. Weglassen kann man den
> auch nicht so einfach weil sonst der Strom zu stark ansteigt.
> Wird nicht einfach werden etws geeignetes zu finden.

Dass ein aufgeladener Elko eines Labornetzteils beim Einschalten der LED 
schaden kann, habe ich schon gelesen, aber warum das bei einem 
LED-Treiber ein Problem ist, verstehe ich nicht. Sollte der nicht für 
den Betrieb mit LED konzipiert sein?

Gruß
D.Mon

[Stugo Yyle (Gast)]

D. M. schrieb:

> Das habe ich auch ausprobiert (Dr. Meter DC Power Supply PS-3010DF):
> - Alle Regler runter drehen und Ausgangskabel kurzschließen
> - Strom auf den Zielwert (hier 1A) einstellen - dazu musste ich den
> Spannungsregler leicht aufdrehen.
> - Spannungsregler wieder auf 0, Netzteil abschalten.
> - LED anklemmen, Netzteil einschalten.
> - Spannungsregler langsam aufdrehen bis zur Nennspannung der LED (9V)
>
> Das funktioniert soweit wie erwartet.
> Jetzt lege ich die Spannungsversorgung vom Labornetzteil an den PWN
> Leistungsregler an und klemme die LED an die Lastausgänge. Der Poti ist
> erstmal ganz auf.
>
> Wenn ich jetzt die Spannung am Labornetzteil erhöhe, beginnt zwar die
> LED irgendwann zu leuchten und ich kann mit dem Poti dimmen, ich
> erreiche aber nie die eingestellt Stromstärke von 1A.
> Selbst wenn ich den Stromregeler voll aufdrehe komme ich nicht
> wesentlich über 0,5A.

Wurde ihm hier bereits gesagt, dass er am Labornetzteil nur die 
Strombegrenzung eingestellt hat? Ich glaube er hat das falsch 
verstanden.
Könnte es sein, dass er es mit einer Konstantstromquelle verwechselt?

[Armin X. (werweiswas)]

D. M. schrieb:
> Dass ein aufgeladener Elko eines Labornetzteils beim Einschalten der LED
> schaden kann, habe ich schon gelesen, aber warum das bei einem
> LED-Treiber ein Problem ist, verstehe ich nicht. Sollte der nicht für
> den Betrieb mit LED konzipiert sein?

Im LED-Treiber sorgt dieser auch für einen relativ kontinuierlichen 
Stromfuß so dass Du den Strom auch gleich mit deinem Labornetzteil 
reduzieren kannst.

MfG

[Axel S. (a-za-z0-9)]

D. M. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Es ist nicht grob falsch, aber dahingehend irreführend daß du davon
>> ausgehst daß du eine Spannung an die LED anlegen kannst und sich dann
>> der gewünschte Strom einstellt. Das funktioniert in der Praxis nicht,
>> weil die Strom/Spannungs-Kennlinie sehr steil verläuft.
>
> Vielleicht habe ich mich nicht gut ausgedrückt.
> Ich meinte das so, dass das Labornetzteil vorher auf 1.000 mA
> Stromstärke eingestellt ist und es so verstanden, dass beim langsamen
> Aufdrehen des Spannungsreglers irgendwann die LED zu Leuchten anfängt,
> auf Betriebstemperatur kommt und dann bei 10.25 V die 1.000 mA fließen.
> So lange die Temperatur noch geringer ist, fließt laut Diagramm ja ein
> geringerer Strom.

Das hast du falsch verstanden. Du kannst die LED bei allem Temperaturen 
(unterhalb des Maximums) mit 1A betreiben. Die Spannung an der LED wird 
sich nur je nach Temperatur leicht ändern. Genau deswegen verwendet 
man ja auch eine Konstantstromquelle und keine Konstantspannungquelle.

Das Labornetzteil kann beides. Konstantstrom und Konstantspannung. Wenn 
du das Netzteil auf 1A und sagen wir mal 15V einstellst, werden an 
deiner LED bei jeder Temperatur die 1A auch fließen. Nur: das Netzteil 
hat (mit ziemlicher Sicherheit) einen Kondensator am Ausgang. Den 
betrifft die Strombegrenzung nicht. Wenn du das Netzteil so einstellst 
und dann die LED anschließt, entlädt sich zumindest der Kondensator in 
die LED und der Strom wird kurzfristig überschritten. Das kann die LED 
zerstören. Deswegen der aufwendige Einschaltvorgang.

Aber dein Problem ist ein anderes: du schaltest strombegenztes Netzteil, 
PWM-Dimmer und LED in dieser Reihenfolge zusammen. Der PWM-Dimmer 
braucht aber auch eine Versorgung! Die kommt aus dem Netzteil und bricht 
beim Einsetzen der Strombegrenzung kurz zusammen. Genau das wird deinen 
Dimmer durcheinanderbringen. Viele Netzteile verhalten sich "komisch" 
beim Übergang vom Konstantspannungs- zum Konstantstrombetrieb.

Richtig wäre: Netzteil, PWM-Dimmer, Strombegrenzung, LED. Und die 
Strombegrenzung kann z.B. ein Widerstand sein. Ganz klassisch gerechnet.

Kühlung ist gesondert zu betrachten. Aber wenn du möglichst konstante 
Farbtemperatur willst, mußt du nicht nur den Strom, sondern auch die 
Temperatur an der LED möglichst konstant halten.

[Jörg R. (solar77)]

D. M. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Wird deine Beleuchtung ein LED-Ring um ein Objektiv herum? Oder wie
>> sieht die Anordnung der LEDs aus?
> Nein, es gibt ein Lampengehäuse, das von hinten an den Fuß des
> Mikroskops angeflanscht wird.
> In diesem befindet sich ein Leuchtensockel, der in drei Richtungen
> einjustiert werden kann. Die Lampe leuchtet von hinten über zwei Linsen
> auf einen Planspiegel, der über ein System von Linsen, Blenden und
> weiteren optische Komponenten das Objekt von unten durchleuchtet. Hinter
> der Leuchte befindet sich noch ein verstellbarer Hohlspiegel, der das
> nach hinten strahlende Licht nach vorn reflektiert. Im Fall der LED mit
> Kühlkörper wird dieser natürlich funktionslos.
> Das Ganze muss sehr exakt justiert werden um eine genau zentrische
> Ausleuchtung zu erhalten.

Kannst Du das Schematisch anhand einer Skizze zeigen? Fotos wären evtl. 
auch interessant. Ich verstehe es aber Grundlegend so dass Du eine 
Einzige Lichtquelle hast, und für die hast Du nicht viel Platz. Muss die 
LED denn lange leuchten? Wenn Du Fotos machst reichen doch evtl. kurze 
Impulse. Vielleicht solltest Du auch noch andere LEDs in Betracht 
ziehen, ggf. auch solche auf die eine Optik montiert werden kann.


Als Treiber erwähnte ich schon Meanwell, hier mal ein Beispiel:

https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=LDH-45(DA)

https://www.meanwell.com/productSeries.aspx?i=24&c=6#tag-6-24

[D. M. (dmon)]

Hallo zusammen,

Axel S. schrieb:
> Das hast du falsch verstanden. Du kannst die LED bei allem Temperaturen
> (unterhalb des Maximums) mit 1A betreiben. Die Spannung an der LED wird
> sich nur je nach Temperatur leicht ändern. Genau deswegen verwendet
> man ja auch eine Konstantstromquelle und keine Konstantspannungquelle.

Ja, aber dann verstehe ich das nicht:
Jörg R. schrieb:
> Im DB deiner LED siehst Du auf Seite 17 ein Diagramm. Dort siehst Du die
> Abhängigkeit von Strom und Spannung in Abhängigkeit der Temperatur. Das
> Diagramm zeigt recht deutlich dass bei 9V und 25 Grad/C vermutlich keine
> 1000mA fließen. Es sind eher um die ca. 300mA.

Ist die Spannung vom Strom und der Temperatur abhängig oder der Strom 
von der Spannung und Temperatur.
Ich denke, der Strom wird eingestellt und die Spannung stellt sich dann 
- abhängig von der Temperatur - ein, oder?

Axel S. schrieb:
> Richtig wäre: Netzteil, PWM-Dimmer, Strombegrenzung, LED. Und die
> Strombegrenzung kann z.B. ein Widerstand sein. Ganz klassisch gerechnet.
Ich habe inzwischen einige Widerstände, 3,3 V und 5 W besorgt.
Kühlkörper gab es nicht; muss ich wohl bestellen.
Bei 13,5 V Versorgungsspannung und Strombegrenzung auf 1.000 mA müsste 
das doch mit dem Widerstand passen, oder?

Jörg R. schrieb:
> Kannst Du das Schematisch anhand einer Skizze zeigen? Fotos wären evtl.
> auch interessant. Ich verstehe es aber Grundlegend so dass Du eine
> Einzige Lichtquelle hast, und für die hast Du nicht viel Platz. Muss die
> LED denn lange leuchten? Wenn Du Fotos machst reichen doch evtl. kurze
> Impulse. Vielleicht solltest Du auch noch andere LEDs in Betracht
> ziehen, ggf. auch solche auf die eine Optik montiert werden kann.
Hier ist ein Link zu einer Originalanleitung von 1979. Ich habe die 
Variante 100Z.
https://www.microscopia.de/WebRoot/Store28/Shops/91351031/608D/69D2/F23F/8890/432C/0A0C/6D10/5B2D/Leitz_Lamp_Housing_100Z-manual.pdf

Auf Seite 4, Fig. 3 und aus Seite 9 unten gibt es Abbildungen von außen, 
auf Seite 10, Fig. 18 sieht man das Innenleben (hier mit einer 
Quecksilberdampfleuchte bestückt.)

Und hier ist eine Anleitung aus 1966, wo man auf der Titelseite eine 
vereinfachte Darstellung des Beleuchtungsstrahlengangs sieht.
https://www.microscopia.de/WebRoot/Store28/Shops/91351031/608D/79DF/A23A/B377/DFC6/0A0C/6D0F/FA3B/Orthoplan-Manual.pdf

Die Außenabmessungen des Lampenhauses L x B x H sind ca. 9 x 10 x 13 cm.
Ich hoffe, damit wird das einigermaßen nachvollziehbar.
Der Platz ist zwar beschränkt, aber ein bisschen was geht schon.

Andere LEDs ziehe ich schon in Betracht und zwar möglichst helle. Auch 
einen passenden Treiber will ich mir dann anschaffen.
Bis ich die Zusammenhänge einigermaßen verstanden habe, möchte ich aber 
mit preiswerten Komponenten experimentieren. Eine LED habe ich schon so 
beschädigt, dass nur noch ein Teil des gelben Blobs leuchtet ;-).

Danke für Eure Hilfsbereitschaft
Herzliche Grüße
D.Mon

PS: Gibt es hier eigentlich keine Tags für Internet Links? Ich habe 
gesucht, aber nichts gefunden.