Zwei in Reihe geschaltete LED Stripes vor Überspannung schützen

[Oliver W. (oli2)]

Hallo,

ich möchte 2 gleich lange 12V LED Stripes an 24V PWM betreiben. An sich 
ist das ja kein Problem, solange nicht ein LED Stripe einen Kurzschluss 
macht. In diesem Fall würde der andere ja dann die 24V abbekommen und 
vermutlich schnell sterben. Wäre es in diesem Fall ein sinnvoller Weg, 
jeweils eine Crowbar zu den LED Stripes parallel zu schalten? Also zwei 
in Reihe. Diese würde ich dann für 13V auslegen. Sowas meine ich:
https://netzmafia.ee.hm.edu/skripten/hardware/Ueberspannung/crowbar1.gif
https://netzmafia.ee.hm.edu/skripten/hardware/Ueberspannung/index.html

Hintergrund: Die Netzteile und LED Dimmer sitzen zentral. Zu den Lampen 
führt jeweils ein (N)YM(ST)-J 3x1,5, also eine foliengeschirmte 
Mantelleitung. Um den Spannungsabfall gering zu halten möchte ich bei 
leistungsstärkeren Lampen lieber 24V nehmen.

Oli

[Michi S. (mista_s)]

Oliver W. schrieb:
> jeweils eine Crowbar zu den LED Stripes parallel zu schalten?

An sich arbeitet eine Crowbar nach dem Prinzip, daß der Thyristor, 
sobald er gezündet wurde einen satten Kurzschluß verursacht bis die 
Sicherung den Stromkreis endgültig unterbricht. Nachdem Du aber PWM 
machst, geht die Spannung (außer bei 100% Duty) regelmäßig von selbst 
wieder auf 0V und der Thyristor schaltet wieder ab usw. Außerdem hast Du 
in der verlinkten Schaltung auch noch einen Tiefpaß, der eben ein 
Auslösen bei kurzen Spannungsspitzen verhindern soll; Deine PWM bei 
niedrigen Duty-Cycle liefert aber genau das - kurze Spannungsspitzen.


Oliver W. schrieb:
> Zu den Lampen führt jeweils ein (N)YM(ST)-J 3x1,5

Nimm 4x1,5 oder 2x2,5 oder gar 4mm und Du kannst bequem mit 12V arbeiten 
und brauchst Dir keine Gedanken über eine Schutzschaltung machen, die Du 
in der Praxis nie brauchen wirst.

Denn damit einer Deiner beiden Stripes mit Kurzschluss ausfällt müssen 
ja alle 3 LEDs eines einigen Segments alle mit Kurzschluss ausfallen und 
dann bleibt immer noch der Vorwiderstand der in jedem Segment sitzt und 
der jetzt die 4-5 fache Spannung, also die 16-25 fache Verlustleistung 
verkraften muß, was er sicher nicht lange aushält; aber auch der 
verabschiedet sich - wie auch die LEDs - wohl eher mit einer 
Unterbrechung als mit einem Kurzschluss.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Oliver W. schrieb:
> solange nicht ein LED Stripe einen Kurzschluss macht.
Kann das passieren? Wie wahrscheinlich ist es, dass das passiert?

Ich würde da einen anderen Ansatz gehen und eine elektronische 
Strombegrenzung vorsehen. Denn wenn 1 Strip einen Kurzschluss macht und 
der andere dann gewaltsam mit dem Brecheisen überbrückt wird, dann muss 
deine Ansteuerung mit diesem gewollten Kurzschluss klarkommen.

Michi S. schrieb:
> der Vorwiderstand der in jedem Segment sitzt und der jetzt die 4-5
> fache Spannung, also die 16-25 fache Verlustleistung verkraften muß, was
> er sicher nicht lange aushält
Aber ein paar PWM-Zyklen sicher, und deshalb würde ich da einfach den 
aufgenommenen Strom messen. Und wenn der immer kurz nach dem Einschalten 
des PWM-Pulses wesentlich höher als normal ist, dann würde ich die 
Versorgung oder die PWM abschalten.

[Monk (roehrmond)]

Wenn es darum geht, die LEDs zu schützen, müsste ein ganz normale 
Schmelzsicherung reichen, denke ich.

[Oliver W. (oli2)]

Danke erstmal für eure Antworen!

Michi S. schrieb:
> Oliver W. schrieb:
>> jeweils eine Crowbar zu den LED Stripes parallel zu schalten?
>
> An sich arbeitet eine Crowbar nach dem Prinzip, daß der Thyristor,
> sobald er gezündet wurde einen satten Kurzschluß verursacht bis die
> Sicherung den Stromkreis endgültig unterbricht. Nachdem Du aber PWM
> machst, geht die Spannung (außer bei 100% Duty) regelmäßig von selbst
> wieder auf 0V und der Thyristor schaltet wieder ab usw. Außerdem hast Du
> in der verlinkten Schaltung auch noch einen Tiefpaß, der eben ein
> Auslösen bei kurzen Spannungsspitzen verhindern soll; Deine PWM bei
> niedrigen Duty-Cycle liefert aber genau das - kurze Spannungsspitzen.

Klingt plausibel. Hatte mir genau darüber auch schon Gedanken gemacht. 
Den Tiefpass könnte man ja auch weglassen.

> Oliver W. schrieb:
>> Zu den Lampen führt jeweils ein (N)YM(ST)-J 3x1,5
>
> Nimm 4x1,5 oder 2x2,5 oder gar 4mm und Du kannst bequem mit 12V arbeiten
> und brauchst Dir keine Gedanken über eine Schutzschaltung machen, die Du
> in der Praxis nie brauchen wirst.

Das (N)YM(ST)-J 3x1,5 ist schon in der Decke eingegipst, da kann ich 
jetzt nichts mehr dran ändern. Hatte nur 1cm Putz unter der Decke und 
was dickeres hätte da nicht rein gepasst. 5x1,5 ungeschirmt wäre auch 
gegangen, war mir aber zu unsicher mit der Störabstrahlung. Deshalb habe 
ich parallel noch ein 2x2x0,06 verlegt, um evtl. noch vor Ort 
Transistoren für RGBW o. Ä. verbauen zu können. Derzeit ist aber nur 
weiß geplant und ich möchte in der Lampe so wenig wie möglich aktive 
Technik haben, da es eine zusätzliche Fehlerquelle darstellt und auch 
Platz benötigt. Die Dimmer im Sicherungskasten zu haben, finde ich da 
praktischer.

> Denn damit einer Deiner beiden Stripes mit Kurzschluss ausfällt müssen
> ja alle 3 LEDs eines einzigen Segments alle mit Kurzschluss ausfallen und
> dann bleibt immer noch der Vorwiderstand der in jedem Segment sitzt und
> der jetzt die 4-5 fache Spannung, also die 16-25 fache Verlustleistung
> verkraften muß, was er sicher nicht lange aushält; aber auch der
> verabschiedet sich - wie auch die LEDs - wohl eher mit einer
> Unterbrechung als mit einem Kurzschluss.

Lothar M. schrieb:
> Oliver W. schrieb:
>> solange nicht ein LED Stripe einen Kurzschluss macht.
> Kann das passieren? Wie wahrscheinlich ist es, dass das passiert?

Also meint ihr das ist sehr unwahrscheinlich.

> Ich würde da einen anderen Ansatz gehen und eine elektronische
> Strombegrenzung vorsehen. Denn wenn 1 Strip einen Kurzschluss macht und
> der andere dann gewaltsam mit dem Brecheisen überbrückt wird, dann muss
> deine Ansteuerung mit diesem gewollten Kurzschluss klarkommen.

> Michi S. schrieb:
>> der Vorwiderstand der in jedem Segment sitzt und der jetzt die 4-5
>> fache Spannung, also die 16-25 fache Verlustleistung verkraften muß, was
>> er sicher nicht lange aushält
> Aber ein paar PWM-Zyklen sicher, und deshalb würde ich da einfach den
> aufgenommenen Strom messen. Und wenn der immer kurz nach dem Einschalten
> des PWM-Pulses wesentlich höher als normal ist, dann würde ich die
> Versorgung oder die PWM abschalten.

Ihr meint, eine einstellbare Überstromabschaltung wäre am besten? Klingt 
auch logisch, wenn ein Stripe einen Kurzschluss machen würde, steigt ja 
der Strom stark an. Hast du da einen Schaltungsvorschlag? Die 
Strombegrenzungsschaltungen die ich kenne, haben meistens den Nachteil, 
dass sie durch die Konstantstromregelung sehr viel Wärme abführen 
müssen. Deshalb wäre eine Abschaltung vermutlich besser.

Steve van de Grens schrieb:
> Wenn es darum geht, die LEDs zu schützen, müsste ein ganz normale
> Schmelzsicherung reichen, denke ich.

Ich kenne das eher so, das man die meisten Halbleiter mit normalen 
Schmelzsicherungen (5x20) nicht vernünftig schützen kann. Hatte ich oft 
genug: Sicherung defekt und Transistor durchlegiert. Die Sicherung taugt 
da eher als Brand- und Leitungsschutz.

Oli

[Monk (roehrmond)]

Oliver W. schrieb:
> Ich kenne das eher so, das man die meisten Halbleiter mit normalen
> Schmelzsicherungen (5x20) nicht vernünftig schützen kann. Hatte ich oft
> genug: Sicherung defekt und Transistor durchlegiert. Die Sicherung taugt
> da eher als Brand- und Leitungsschutz.

Ja, bei einem harten Kurzschluss. Aber du hast ja im Fehlerfall nur 
einen erhöhten Strom. So schnell brennen LEDs nicht durch, weil es eine 
Weile dauert, bis sie zu heiß werden.

[Oliver R. (orb)]

Oliver W. schrieb:
>> Kann das passieren? Wie wahrscheinlich ist es, dass das passiert?
>
> Also meint ihr das ist sehr unwahrscheinlich.

Wenn man sich den Aufbau der Streifen ansieht, immer drei LEDs mit einem 
Widerstand in Reihe, ist ein Kurzschluß nur durch ein mechanisches 
Brücken der Versorgungsbahnen zu erwarten. Hast Du das vor? ;-)