Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM mit LEDs: Maximale Kapazität an Netzteil?


von Korbinian G. (korbinian_g10)


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Guten Abend,

ich möchte einen UV-Fluter mit 365-nm-LEDs und DMX-Steuerung aufbauen. 
Wenn's klappt, mehrere.

An linearen Treibern (=BCR 421 UW6-7) sollen jeweils 8 UV-LEDs 
(=P2835P1UVF3G12 365NM) mit etwa 100 mA (R_ext = 8,66 Ohm) betrieben 
werden.
Pro Platine sollen zehn Treiber drauf und insgesamt acht Platinen pro 
Fluter eingebaut werden.
Da natürlich auch die Vorteile von LED gegenüber konventionellen 
Quecksilberlampen ausgenutzen will, sollen die Treiber über PWM 
angesteuert werden können.

Damit komme ich auf insgesamt etwa 8A, die bei PWM sehr schnell ein- und 
ausgeschaltet werden.

Das Netzteil soll ein Meanwell RSP-320-36 werden. An diesem Netzteil 
hängt abgesehen von den LEDs nichts. Die anderen Verbraucher werden aus 
einem separaten 12V-Netzteil gespeist.

Ich mache mir deshalb Gedanken, ob das Netzteil mit diesen starken 
Lastschwankungen nicht überfordert wird und möchte deshalb großzügig 
Kondensatoren auf den Platinen verteilen, um das Netzteil zu entlasten. 
Irgendwo habe ich aber im Hinterkopf, dass es Netzteile nicht mögen, 
wenn sie am Ausgang eine zu große Kapazität haben.

Im Datenblatt erkenne ich allerdings nicht, wieviel Kapazität ich 
anschließen darf. Die einzige Angabe, die aus meiner Sicht in die 
Richtung geht, ist die Overload-Angabe. Das Netzteil geht irgendwann 
zwischen 105% und 130% der Ausgangsleistung in den Hiccup-Modus. Aber 
das hilft mir nicht wirklich was, weil ja theoretisch jede Kapazität 
erstmal ein Kurzschluss ist.
Wie kann ich ausrechnen, wieviel Kapazität ich a) brauche und b) maximal 
anschließen darf?
Die LEDs brauchen maximal 4V (also 32V) und der Treiber hat maximal 
0,95V Drop, also muss ich mit den Kondensatoren so stark puffern, dass 
die Spannung auf maximal 33V fällt, oder?

Das muss sich doch irgendwie ausrechnen oder zumindest abschätzen 
lassen. Kann jemand weiterhelfen?

von Falk B. (falk)


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Korbinian G. schrieb:
> Guten Abend,
>
> ich möchte einen UV-Fluter mit 365-nm-LEDs und DMX-Steuerung aufbauen.
> Wenn's klappt, mehrere.

Pflanzenwachstum verbessern? Züchtest du jamakanische Kleeblätter? ;-)

> An linearen Treibern (=BCR 421 UW6-7) sollen jeweils 8 UV-LEDs
> (=P2835P1UVF3G12 365NM) mit etwa 100 mA (R_ext = 8,66 Ohm) betrieben
> werden.
> Pro Platine sollen zehn Treiber drauf und insgesamt acht Platinen pro
> Fluter eingebaut werden.
> Da natürlich auch die Vorteile von LED gegenüber konventionellen
> Quecksilberlampen ausgenutzen will, sollen die Treiber über PWM
> angesteuert werden können.
>
> Damit komme ich auf insgesamt etwa 8A, die bei PWM sehr schnell ein- und
> ausgeschaltet werden.

Sieht so aus. Wobei schnell immer nur so schnell wie NÖTIG sein sollte. 
Für so ein paar LEDs darf man auch mal in 1-10us schalten, anstatt in 
10-100ns.
Das entspannt die EMV.

> Ich mache mir deshalb Gedanken, ob das Netzteil mit diesen starken
> Lastschwankungen nicht überfordert wird und möchte deshalb großzügig
> Kondensatoren auf den Platinen verteilen, um das Netzteil zu entlasten.
> Irgendwo habe ich aber im Hinterkopf, dass es Netzteile nicht mögen,
> wenn sie am Ausgang eine zu große Kapazität haben.

Stimmt soweit.

> Im Datenblatt erkenne ich allerdings nicht, wieviel Kapazität ich
> anschließen darf. Die einzige Angabe, die aus meiner Sicht in die
> Richtung geht, ist die Overload-Angabe. Das Netzteil geht irgendwann
> zwischen 105% und 130% der Ausgangsleistung in den Hiccup-Modus. Aber
> das hilft mir nicht wirklich was, weil ja theoretisch jede Kapazität
> erstmal ein Kurzschluss ist.
> Wie kann ich ausrechnen, wieviel Kapazität ich a) brauche

Das ist nicht ganz einfach. Probieren geht da vermutlich schneller, denn 
da hängt viel von den Reglereigenschaften des Netzteils ab. Testen und 
messen.

> und b) maximal
> anschließen darf?

Gar nicht, das muss der Hersteller angeben, denn der weiß, wann sein 
Netzteil instabil wird.

> Die LEDs brauchen maximal 4V (also 32V) und der Treiber hat maximal
> 0,95V Drop, also muss ich mit den Kondensatoren so stark puffern, dass
> die Spannung auf maximal 33V fällt, oder?

Das kann man so einfach nicht rechnen, denn das Netzteil regelt schon 
deutlich früher nach.

von Rainer W. (rawi)


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Korbinian G. schrieb:
> Da natürlich auch die Vorteile von LED gegenüber konventionellen
> Quecksilberlampen ausgenutzen will, sollen die Treiber über PWM
> angesteuert werden können.
>
> Damit komme ich auf insgesamt etwa 8A, die bei PWM sehr schnell ein- und
> ausgeschaltet werden.

Welchen Vorteil siehst du darin, mit "schnell ein- und 
ausgeschaltet(en)" 8A über deinen UV-Fluter als Antenne möglichst viele 
Störungen in die Umwelt abzusondern?
Warum willst du die LEDs nicht über einen als KSQ beschalteten Step-Down 
betreiben, so dass die Schalterei räumlich eng begrenzt bleibt und der 
Strom durch die Spule geglättet wird?

von Korbinian G. (korbinian_g10)


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Falk B. schrieb:
> Pflanzenwachstum verbessern? Züchtest du jamakanische Kleeblätter? ;-)

Keine Sorge, hier wächst keine gemeine Dröhntanne :). Chilis ja, aber 
für die habe ich normale Leuchtstoffröhren.

Falk B. schrieb:
> Gar nicht, das muss der Hersteller angeben, denn der weiß, wann sein
> Netzteil instabil wird.

Klingt logisch. Habe ein ähnliches von Mornsun (LM350-10B36) gefunden, 
das genauso groß ist und zumindest auf dem Papier sogar etwas mehr 
Leistungsreserven bietet. Da stehen im Datenblatt max. 1500 µF drin. Das 
ist schonmal ein guter Anhaltspunkt.

von Brüno (dominic_m833)


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Je nachdem wie viel Spannung du über hast, könntest du entsprechend 
dicke Siebelkos über einen Vorwiderstand ans Netzteil anschließen. Das 
wirk auf den Strom wie ein Tiefpass.

von Korbinian G. (korbinian_g10)


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Rainer W. schrieb:
> Warum willst du die LEDs nicht über einen als KSQ beschalteten Step-Down
> betreiben

Weil der komplizierter, teurer und größer als ein kleiner Linearregler 
ist und ich nicht nur einen brauche :)

Rainer W. schrieb:
> "schnell ein- und
> ausgeschaltet(en)" 8A über deinen UV-Fluter als Antenne möglichst viele
> Störungen in die Umwelt abzusondern?

Ich werde den Vorschlag von Falk beherzigen und die PWM-Frequenz 
entsprechend niedrig wählen. Das sollte zusammen mit dem Metallgehäuse 
die Störungen reduzieren.

von Rainer W. (rawi)


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Korbinian G. schrieb:
> Ich werde den Vorschlag von Falk beherzigen und die PWM-Frequenz
> entsprechend niedrig wählen.

Die Bandbreite der Störungen wird nicht durch die PWM-Frequenz, sondern 
durch die Flankensteilheit bestimmt.

von Georg M. (g_m)



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MEAN WELL hat auch fertige LED-Driver.

von Harald W. (wilhelms)


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Brüno schrieb:

> Je nachdem wie viel Spannung du über hast, könntest du entsprechend
> dicke Siebelkos über einen Vorwiderstand ans Netzteil anschließen.

Bei Schaltnetzteilen bietet es sich auch an, Siebdrosseln in Reihe
zu den Siebelkos zu schalten. Die Siebelkos sollten übrigens Typen
sein, die für Schaltnetzteile geeignet sind. Normale Elkos vertra-
gen keine hohen Frequenzen.

von J. S. (pbr85)


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Georg M. schrieb:
> MEAN WELL hat auch fertige LED-Driver.

Eben, die man angenehm über PWM oder eine Spannung dimmen kann.

von Monk (roehrmond)


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250 Watt mit PWM zu takten wird ein heftiger Störsender. Nimm lieber 
LED-Treiber mit PWM Steuereingang und Konstantstrom-Ausgang.

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