Spannungswandler 1000Watt für Lichterketten

[Gnom67]

Hallo!

Na, ich habs ja vorgerechnet, wie hoch der Widerstand sein muss, damit ein bestimmter Strom fließt.
Wenn die LEDs 3 Volt haben und du legst 3,5 Volt über den Spannungsregler an, dann benötigst du für 600 mA (0,6 A) einen Widerstand von

R = U / I = (3,5 - 3) / 0.3 = 0,833 Ohm.
Wenn du 300 mA willst, sind es (3,5 - 3) / 0,3 = 1,66 Ohm
Hat die LED 3,2 Volt und dein Stepdown regelt versehentlich auf 3,4 runter, dann hast du bei 1,66 Ohm noch I = U / R = (3,4 - 3,2) / 1,66 = 120 mA statt 600!

Das ist also eine wackelige Sache. Wenn die Werte der LEDs nur geringfügig anders sind und die Kabel noch Einfluss haben und die Spannung leicht schwankt und die Temperatur noch mit einwirkt, kannst du dich da auf nichts mehr verlassen... schon geringe Änderungen der Parameter verändern den nötigen Widerstand von null bis mehrere Ohm bzw lassen deine LEDs heller oder dunkler leuchten.


Leider warst du jetzt etwas zu schnell, wenn du würdest mit der Konstantstromquelle besser fahren - die stellt den Widerstand sozusagen automatisch so ein, dass eben genau der gewählte Strom fließt. Um die Lebensdauer von LEDs möglichst groß zu halten, betreibt man sie gewöhnlich beim halben Nennstrom. LEDs haben gewöhnlich 20 mA. Also betreibt man sie bei 10 mA. 30 Stück also 300 mA. 2 Ketten 600 mA, vier Ketten 1200 (oder 2x600 mA).

Du hast allerhöchstens 6 x 600 mA - warum hast du 3 Wandler à 5 A bestellt - da hätte doch einer gereicht.

Dringende Empfehlung: Besorg dir die Konstantstromquellen. Zwei oder drei Stück à 600 mA für je zwei oder drei Ketten (300 oder 200 mA pro Kette), damit bist du recht flexibel. Und schick die anderen Wandler zurück. Sicherungen brauchst du dann auch nicht mehr, kannst du auch zurück schicken. Nur noch eine mit 2,5 A, die direkt die Batterie absichert. Widerstände brauchst du auch nicht mehr. Der Strom ist immer konstant, es gibt keine Gefahr von Kurzschlüssen hinter der Konstantstromquelle und der Aufbau ist sehr einfach.

Lass das mit den normalen Stepdowns wirklich besser bleiben. Das ist der falsche weg. Ich kann dir nur empfehlen, das Zeug zurück zu schicken.

[gpunktw]

Hallo Gnom67
wow danke für die rasche Antwort, war ich wieder mal zu schnell
Ich habe deinen Rat befolgt und 3 Stk. von den Mean Well LDD-600LW DC/DC-Wandler bestellt lieber 1er Zuviel als Zuwenig



Kannst mir kurz Erklären wie ich die 5 Kabeln richtig anhänge ?
Ich nehme mal an ROT Plus zur Batterie Schwarz Minus zum Dämmungswandler , Gelb und Blau zur Lichterkette und Weiß ?

Beim Step Down Wandler war es einfach da gab es nur In und OUT

Die Step Down Wandler werde ich aber wie Empfohlen zurück senden.

[wkrug]

Der von Dir ausgesuchte wandler ist eine Konstantstromquelle.
Die macht einen fixen Strom bei unterschiedlichen Ausgangsspannungen.
Das ist im Prinzip gut für LED's, aber der Strom muss zu den LED Ketten passen.
In Deinem Fall 600mA - Wenn das zu den LED's passt OK.
Wenn es sich um 300mA LED Ketten handelt eher schlecht.
Parallelschalten von LED Ketten an so eine Stromquelle ist auch keine besonders gute Idee, ohne weitere Massnahmen.

Guck mal auf die Oberseite des DC/DC Wandlers.
Links ist anscheinend der Eingang , Rechts der Ausgang der Pin in der Mitte ist mit DIM bezeichnet und ermöglicht eine Dimm Funktion - Also bei Dir einfach isolieren und offen lassen.
Solche Infos bekommt man über das Datenblatt engl. Datasheet:
https://www.meanwell.com/Upload/PDF/LDD-L/LDD-L-SPEC.PDF

[Gnom67]

Parallelschalten von LED Ketten an so eine Stromquelle ist auch keine besonders gute Idee, ohne weitere Massnahmen.[/URL]

Warum sollte das in diesem Fall Probleme geben? Die Ketten sind mehr oder minder identisch. Und wenn wegen geringer Toleranzen die eine 310 und die andere 290 mA bekommt, ist das auch egal.
An welche "weiteren Maßnahmen" denkst du denn da?

In der Tat ist nicht klar, wie viel Strom die Dinger vertragen. Mag sein, dass sie sich bei 600 mA mehr oder minder schnell verabschieden. Allerdings hab ich noch keine weiße LED mit <20 mA Nennstrom gesehen. Ich würde erstmal zwei parallel an einen Wandler hängen (300 mA sollte eine solche Kette auf jeden Fall verkraften) und mit der Helligkeit bei Batteriebetrieb vergleichen. Wenn die zu hell sind, nimm drei (oder mehr ).

Vin+ und Vin- sind die Batterieanschlüsse. Vout+ und Vout- die Anschlüsse für die Ketten (die du parallel anschließt). Der fünfte bleibt offen.
Wenn du den Dämmerungsschalter benutzt, musst du es so hinkriegen, dass tagsüber (bei Helligkeit) der Anschluss mit GND verbunden wird. Leider ist der Anleitung zum Dämmerungsschalter nicht zu entnehmen, ob das Relais bei "hell" oder "dunkel" anzieht (vermutlich aber bei "hell"). Im ersten Fall musst du das Signal umkehren (mit einem Transistor oder Optokoppler), im zweiten Fall brauchst du nur eine Ausgangsklemme des Dämmerungsschalters mit dem fünften Kabel verbinden und die andere mit Minus der Batterie.
Das Dämmerungsmodul braucht auch noch mal (lt. Hersteller) bei angezogenem Relais 9-35 mA - da gäbe es bessere Lösungen. Aber da das im Verhältnis zu 1200 mA nicht extrem ins Gewicht fällt, ist es ok.

Ich hab gerade gesehen, dass die die Ketten noch ne Elektronik haben, mit der man sie blinken lassen kann und allerhand anderes... Unsere ganzen Überlegungen gehen davon aus, dass du die Ketten abschneidest und direkt mit dem Wandler verbindest (die Elektronik braucht nur unsinnig Strom). Wenn du das Kästchen dran lassen und wirklich nur die Batterien ersetzen willst (um das Geblinke zu nutzen), dann müsstest du die ursprünglich bestellten DC/DC-Wandler benutzen (einer würde dann wahrscheinlich reichen). Ich glaube nicht, dass es sinnvoll ist, die Kästchen an eine Konstantstromquelle anzuschließen.

Direkt am Pluspol der Autobatterie solltest du eine Sicherung anbringen (2,5 A).

[Ceos]

Die Ketten sind mehr oder minder identisch

Nimm dir das Datenblatt der LED und such dir die Vorwärtsspannung/forwad Voltage, dann gibt es da einen Min und Max Wert, denn die verändert sich je nach Fertigungsstreuung recht erheblich!

Die Helligkeit eier LED richtet sich primär nach dem Strom, die Vorwärtsspannung schwankt zwischen den LEDs.

Wenn du jetzt 2 Stränge nimmst und jeweils sagen wir 500mA darüber legst bei sagen wir mal 10 blauen LEDs (~3V/LED) sind das ~30V über den Strang in der Theorie, aber in der Praxis wird es stärker schwanken, vor allem wenn beide Stränge aus unterschiedlichen Chargen von LEDs gefertigt worden sind!

Hängst du jetzt 2 Stränge parallel an 1000mA wird dadurch nicht magisch 2x 500mA

Angenommen Strang A hat 28V und Strang B 31V bei 500mA, dann hat Strang A einen virtuellen Widerstand von 56 Ohm und Strang B 62 Ohm

Dann fließen 52,5% des Strom über Strang A und nur 47,5% über B, die LEDs sind also gute 10% unterschiedlich in der Helligkeit und auch der Strom durch Strang A liegt dann bei 525mA und damit über dem Nennstrom.

LEDs sollten ausschließlich in Reihe beschaltet sein, denn der Strom entscheidet und die U/I Kurve der LED ist nicht linear, das heißt schon bei minimal höherer Spannung (wenn man mit konstanter Spannung arbeitet .... NIEMALS BEI LED, nur als Beispiel) kann schon einen katastrophalen Stromanstieg entstehen und die LED zerstören.

Wenn man LEDs parallel schaltet wirkt diese nichtlineare Kurve zwar positiv beschränkend, aber die Fertigungsschwankung zwischen den LEDs ist meist wesentlich gravierender!

[Gnom67]

Wenn es zu dieser provinzchinesichen Lichterkette ein Datenblatt gäbe, würden wir hier nicht seit drei Tagen rumorakeln...

Wenn du 10 LEDs in Reihe schaltest (30 V) und dann 500 mA drauf gibst, gibts ne Rauchwolke. Die Rechnung ändert sich aber auch bei 10 oder 16,66 oder 20 mA nicht. Wenn die Schwankungen so groß sind, kommst du auf entsprechende Stromabweichungen. Allerdings wirst du selbst 10% in der hier vorgesehenen Anwendung kaum bemerken.

Ich nehme bei der Bauart nicht an, dass die in Reihe geschaltet sind - da müsste ja noch ein Stepup-Wandler drin sein, der 30 x 3 Volt (90 Volt???) erzeugt oder sie wären in Gruppen angeordnet...
Ich nehme an, die liegen parallel. (Auf diesem Bild einer ähnlichen Kette erkennt man die beiden parallelen Drähte.) Im Mittel werden sie eine bestimmte Stromstärke bei einer bestimmten Spannung haben.

Schließt man eine Kette paralleler weißer LEDs an 300 mA an (durchschnittlich 10 mA pro LED), dann dürfte man nichts falsch machen und es sollte sich eine Spannung irgendwo bei 3 Volt einstellen.

Schließt man zwei Ketten parallel an, muss man einen 600 mA-Treiber nehmen. Der Strom des Treibers verteilt sich in der Tat auf die beiden Ketten gemäß ihren Eigenschaften - also nicht genau hälftig. Selbst wenn die Ketten sich gering unterscheiden, wird das letztlich (zumindest bei dieser Anwendung) keine große Rolle spielen.

Man könnte auch zwei Ketten in Reihe schalten. Dann braucht man wieder einen 300 mA Treiber und es stellt sich eine Spannung bei 6 Volt ein. Dann ist der Strom durch beide Ketten genau gleich. Schwankungen gibt es ggf. aber auch schon zwischen den einzelnen parallel geschalteten LEDs. Eine ist heller, eine dunkler... was soll's also...?

[Ceos]

Wenn du 10 LEDs in Reihe schaltest (30 V) und dann 500 mA drauf gibst, gibts ne Rauchwolke.

Die Theorie ist aber auch herbeiorakelt so ganz ohne Datenblatt! Woher weist du das denn?! Wenn es blaue LEDs sind (weiße LEDs sind auch nur blau mit Phosphoreszierender Schicht zum umwandeln) ist es nicht unwahrscheinlich, das deren Vfwd zwischen 2.7V und 3.5V (typischerweise) liegt und das macht dann 10x ~3V = 30V (wenn sie alle in Serie wären)

Aber wie gesagt, NIEMALS ohne Strombegrenzung. Außerdem habe cih "BEISPIELSWEISE" mehrfach geschrieben.

Bei den Ketten mit parallelen LEDs sind meisten Grüppchen vopn 3-5 LEDs in Reihe über einen Widerstand als Strombegrenzug angeschlossen, jedes Grüppchen "verbraucht" dabei so ungefähr 90% der angelegten Spannung und der Rest verheizt über den Widerstand. Da der Widerstand linear ist, würde bei höherer Spannung der durchbrechende Strom (durch die LEDs) durch den Widerstand linear begrenzt werden. Das ist meines Wissens nach auch die Marktübliche Konstruktion.

Das was cih gesagt habe war nur Beispielhaft und ich wollte damit deine Frage nach dem "Warum Parallel nicht so ohne alles geht" beantworten. Im Fall deiner Lichterkette wären die LEDs aber scho massiv parallel geschaltet also würde es nicht stören und man brauchte auch keine LED Treiber dafür, einfach die Nennspannung füttern und gut ist!

ACHTUNG WICHTIG:

Da du kein Datenblatt hast, mach doch mal ein Foto von einem Segment, die haben ja oft definierte Trennstellen. Dann kann man hochrechnen was für eine Eingangsspannung benötigt wird indem man die LEDs zählt und dann * 3V rechnet und dann die naheliegendste Standard Spannung nimmt, also 3V, 5V, 12V, 18V, 24V etc.

Es ging mir bei meinem Post nur darum dass die "Einfachheit" dessen was man kaufen kann meistens erheblich darüber hinwegtäuscht welche Details man beachten muss beim "mal eben nachbauen" und dort Gefahren stecken!

[wkrug]

Warum sollte das in diesem Fall Probleme geben? Die Ketten sind mehr oder minder identisch. Und wenn wegen geringer Toleranzen die eine 310 und die andere 290 mA bekommt, ist das auch egal.
An welche "weiteren Maßnahmen" denkst du denn da?

Im Prinzip richtig, aber trotzdem Falsch, weil LED's einen negativen Temperaturkoeffizienten haben.
Das bedeutet die Lichterkette mit mehr Strom wird wärmer, die Schwellenspannung der LED sinkt und der Strom steigt wiederum in dieser Kette.
Das schaukelt sich dann soweit hoch, bis die wärmere Lichterkette stirbt.
Wenn die dann hochohmig ist geht der volle Strom in die Lichterkette die noch in Ordnung war und tötet diese dann ebenfalls.

Eine Gegenmassnahme ist für jede Kette einen Vorwiderstand einzubauen. An dem fällt dann bei höherem Strom mehr Spannung ab und damit gleichen sich die Ströme etwas an. Je mehr Spannung an diesem Vorwiderstand abfällt umso besser die Ausgleichswirkung, das ist aber für den Wirkungsgrad sehr schlecht da hier Leistung unnütz am Vorwiderstand verbraten wird.
Es ist also immer ein Kompromiss.

Das gesagte gilt übrigens auch für LED's an Spannungsquellen.

[Ceos]

Zurück zum TO:

Was diese billigen Batterie KEtten angeht, bin ich mir nicht sicher, die scheinen schon etwas "magisch" .. ob die einfach intern einen kleinen StepUp mit Strombegrenzung nutzen!? Oder die LEDs mit einer Art integriertem Widerstand komme udn dann alle Parallel laufen!? Wäre echt mal interessant

Aber für deine Zwecke wäre die einfachste Lösung billige 12V LED Ketten zu nehmen oder gleich solche Solar LED Bänder, dann spart man sich auch die Zeitschaltuhr, die machen das von alleine und Leuchten jeden Abend ein paar Stunden bis dem Akku die Puste ausgeht und laden sich den nächsten Tag wieder auf. Man hat halt nur so ein blödes mini Solarpanel rumstehen.

[Gnom67]

Die Theorie ist aber auch herbeiorakelt so ganz ohne Datenblatt! Woher weist du das denn?

Wenn schon Beispiele, dann darf man gerne bei der Sache bleiben. Du hast geschrieben:

"Wenn du jetzt 2 Stränge nimmst und jeweils sagen wir 500mA darüber legst bei sagen wir mal 10 blauen LEDs (~3V/LED) sind das ~30V über den Strang in der Theorie..."

An den 30 V zweifele ich nicht. Aber wenn du 500 mA auf in Reihe geschaltete LEDs gibst, werden die den Geist aufgeben - so lange wir nicht von High-Power LEDs sprechen. Und wir sprechen hier von einer 2-€-Lichterkette aus'm Discounter. Das meine ich. Und diese Popel-LEDs halten nie im Leben 500 mA aus. Dafür brauch ich kein Datenblatt.

Also, Aufgabe für gpunktw: krieg mal raus, wie die Dinger verschaltet sind. Wenn in Gruppen, dann werden sie 300 mA nicht aushalten.

- - - Aktualisiert - - -

Im Prinzip richtig, aber trotzdem Falsch, weil LED's einen negativen Temperaturkoeffizienten haben.

[...]

Das wäre in der Tat zu bedenken.
Insofern zwei Ketten doch besser in Reihe schalten oder für jede einen eigenen Wandler.