Schwingneigung bei SNT an LED Strips - LEDs als Photodioden

Ein Bekannter rief mich gerade an, weil er eine schnelle Problemlösung mit einem Beleuchtungsaufbau für ein Architekturmodell braucht.

Er versorgt zahlreiche 12V LED-Strips aus Schaltnetzteilen mit 12V/5A,

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Bei den Testaufbauten war das scheinbar nicht problembehaftet - aber jetzt mit der endgültigen Dimensionierung berichtet er von kurzperiodischem Aus/Einschalten und Schaltgeräuschen der Netzteile, wohl auch in Abhängigkeit der Raumbeleuchtung (Neonröhren).

Dass LEDs auch als Photodioden arbeiten ist ja bekannt, nur ist das in üblichen LED Beschaltungen ja selten ein Problem. Da er hier offensichtlich sehr viele LED-Streifen parallel geschaltet hat, scheint sich dieser Effekt jetzt aber zumindest bei diesem Netzteil verschärft auszuwirken. Entweder gerät da was im Netzteil ins Schwingen, oder aber die im Netzteildatenblatt erwähnte AutoRecovery Funktion verursacht ein periodisches Off/Restart wegen irgendwelcher Regelprobleme oder Gegenspannungen am Ausgang.

Jemand ne Idee, wie man das Problem am einfachsten beseitigen kann?

Ich werde morgen erstmal mit anderen Netzteilen aus meinem Fundus hinfahren, vielleicht sind auch PC-Netzteil ne schnell zu beschaffende Alternative, falls es wirklich eine ungünstige Kombination dieses speziellen Netzteiltyps mit dieser Beschaltungsauslegung ist?

- Carsten

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C.P. Kurz
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"C.P. Kurz" schrieb im Newsbeitrag news:gnut2q$21j$03$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Einfach ueberlastet ? Es schafft nur 4.5A.

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MaWin

Könnte man da bedenkenlos ein Niedervolt-Halogen-Schaltnetzteil nehmen? Die wären jedenfalls billig und kurzfristig überall zu kriegen und bringen die benötigte Leistung bei 12Volt. Den LED-Strips sollte es egal sein, oder?

- Carsten

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C.P. Kurz

C.P. Kurz schrieb:

Nein, die liefern Wechselspannung, 35kHz.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

MaWin schrieb:

Dachte ich auch, aber er meint, er bliebe deutlich drunter. Insgesamt verwendet er wohl 3 dieser Netzteile mit unterschiedlicher Last. Ich habe aber noch nichtmal den Aufbau gesehen, muss morgen da hin. Überlastung sollte sich ja relativ einfach rausfinden lassen.

Scheinbar hat er bei Tests diese Photospannung bei den Streifen gemessen und sich jetzt daran festgebissen. Ich habe ihm schon gesagt, dass das ein Zufall sein kann und überhaupt nichts damit zu tun haben muss. Jede Netzteilregelung muss mit solchen Effekten im üblichen Rahmen klarkommen, allemale diese Industrienetzteile. Aber wenn da wirklich solche Streifen für ansatzweise 5A parallelgeschaltet sind, kann da schon was zusammenkommen, nehme ich an.

- Carsten

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C.P. Kurz

Da taugen wohl die Netzteile nix und/oder sind an ihrer Leistungsgrenze.

Das ist nie ein Problem in üblichen LED-Beschaltungen.

Genau. Überlast z.B. erzeugt genau diesen Effekt. Die Überlast-Situation kann auch durch temporäre Unterspannung der Versorgung ausgelöst werden.

Einfach ein paar mehr Netzteile kaufen und fertig.

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Heiko Nocon
*C.P. Kurz* wrote on Mon, 09-02-23 20:47:

Das ist auf jeden Fall Unfug. Die Photospannung baut sich bei offenen Enden auf und ist in geringen Grenzen sogar belastbar, aber wenn ein Strom in Durchlaßrichtung fließt ist sie in dessen Spannung vollständig enthalten und kann die weder erhöhen noch erniedrigen. Und der Photostrom ist ist im Vergleich zum Durchlaßstrom homöopathisch.

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Axel Berger

Axel Berger schrieb:

Er hat wohl insgesamt 50m LED Strips im Modell verbaut. Auf 3 Segmente aufgeteilt, in denen offensichtlich alle Strips parallel liegen. Das ist schon sowas wie eine ziemlich dicke Photodiode mit relativ niedriger Impedanz. Und er sagt, dass das Problem durch die Neon-Beleuchtung im Raum ausgelöst bzw. getriggert wird, das ist der eigentlich interessante Part dabei. Kann natürlich trotzdem ein Überlastungszustand dieser Netzteile sein, der nur in diesem Grenzlastbereich vom Photostrom der LEDs getriggert wird.

Ich vermute da auch ziemliche Kabellängen. Vermutlich hätte er ohnehin besser mit deutlich mehr verteilten, quasi 'PointOfLoad Netzteilen' gearbeitet. In 2h weiß ich mehr.

- Carsten

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C.P. Kurz

Dieter Wiedmann schrieb:

Was ja nicht per se ein Hinderungsgrund ist, oder?

Aber vermutlich sind PC-Schaltnetzteile ohnehin besser, wenn das räumlich passt und die mit der 12V Schiene ausschließlic belastet überhaupt anlaufen. Sollte aber bei modernen Netzteilen eigentlich kein Problem sein. Kann man jedenfalls dann auch einfacher austauschen. Wundert mich eh, warum er nicht von vorneherein an sowas gedacht hat.

- Carsten

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C.P. Kurz

Die vermutlich auch Antenne spielen. Ich kenne es von Verstärkern, dass es beim Einschalten von Leuchtstoffröhren erst einmal mehrfach knackt. Diesen Effekt sollte man auch nicht ausschließen.

Gruß Henning

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Henning Paul

C.P. Kurz schrieb:

Kommt aber noch dazu, dass die 35kHz mit 100Hz amplitudenmoduliert sind, wegen fahlendem Zwischenkreiskondensator. Und zum Anlauf muss schon zu Anfang einer Netzhalbwelle Last anliegen, da leiten die LEDs aber noch gar nicht. Man müsste wenigstens eine halbwegs ohmsche Grundlast mit dazuklemmen.

Anlaufen meist schon, aber ob die 12V dann einigermaßen genau sind steht ehr in den Sternen.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Heiko Nocon schrieb:

Ich habe jetzt mal ein ATX Netzteil aus dem Keller geholt, muss es mal zum autonomen Start überreden. Das ist mit 13A auf der 12V Schiene angegeben. Das ist schon ungefähr die Maximallast am Modell, von der mir mein Bekannter erzählt hat. Wenn die Verkabelung nicht zu umständlich ist, sollte ich damit zumindest die Last für alle Netzteile auf erträglichere Werte reduzieren können. Vielleicht ist es damit gegessen.

- Carsten

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C.P. Kurz

C.P. Kurz schrieb:

Rechne damit, dass so 1A Mindestlast auf den 5V nötig sind. Klappt meist gut mit einer 12V/20W Halogenlampe.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Dieter Wiedmann schrieb:

Habe jetzt mal zwei Stück am ATX-Stecker auf Anlauf gebrückt. Das eine macht 11.6, das andere ziemlich genau 12Volt, wenn es ein Minimum an Last kriegt. Mag sein, dass die LEDs da nicht optimal betrieben werden, aber so schlimm ist das nicht bei diesem Modell, denke ich.

Eigentlich wäre es mir lieber, wenn ich den PC Netzteilen noch ne Grundlast auf der 5/3.3 Volt Schiene verpassen könnte, aber vorläufig muss es mal ohne gehen, ich habe grad nix passendes hier ausser vielleicht ner Glühbirne.

Dafür habe ich in der PC-Kiste im Keller noch die Gegenstücke zu den

5.25" Laufwerksteckern gefunden, die ich vor Ewigkeiten mal gekauft hatte und von denen ich nie gedacht hatte, dass sie nochmal zum Einsatz kommen. So können die die PC-Netzteile nötigenfalls gleich steckbar verkabeln und dann relativ einfach vor Ort neue besorgen, wenn eins ausfällt. Das Modell soll morgen nach Cannes...

Klassischer Fehler, LEDs und Netzteil als BlackBox betrachtet, schön sukzessive aufgerüstet mit Strips, und nahe dem Endausbau gibts plötzlich Ärger.

So, jetzt mache ich mich mal auf den Weg...

- Carsten

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C.P. Kurz

Dieter Wiedmann schrieb:

Okay, also sicherheitshalber gerade noch ein paar Halos und Sockel eingepackt. Und ein 20W Drahtpoti habe ich auch noch aufgetrieben.

Die Netzteile liefen zwar ohne Last auf 5/3.3, aber sie tickerten leise vor sich hin.

- Carsten

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C.P. Kurz

H Carsten,

Mach eine Diode in Flußrichtung dazu, dann hast Du das sicher abgekoppelt, aber ich glaub auch eher weniger an diese Story.

Schon eher was anderes: Wie siehts mit der Strombegrenzung der LED-Ketten aus? Sind da Serienwiderstände drin, oder nur die in Reihe geschaltenen LED? Wenn man die Dinger nämlich einbaut, werden sie wärmer, dann sinkt die Spannung an der Diode und ungebremst geht dann der Strom hoch, bis das SNT abschaltet, sich die LED abkühlen und so weiter...

Marte

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Marte Schwarz
*C.P. Kurz* wrote on Tue, 09-02-24 12:27:

Nein. Aber Leuchtstofflampen können die Netzspannung versauen. Eine Photodiode ist einfach eine Stromquelle, deren Kreis durch die Diode in Durchlassrichtung geschlossen wird. Daraus ergibt sich vollständig ihre Strom-/Spannungskurve. Und der Photostrom einer LED ist vernachlässigbar winzig, vergleich' zur Abschätzung einfach deren aktive Fläche mit der einer sehr kleinen Solarzelle.

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Axel Berger

Marte Schwarz schrieb:

Ich auch nicht mehr. Bzw, der Photoeffekt hatte Auswirkungen, aber er war nicht die Ursache des Problems.

Da sind Serienwiderstände drin, wie ich dann vor Ort gesehen habe, die Strips sind für die Endloszusammenschaltung direkt an 12V vorgesehen, jeweils ein Serien-LED-Tripel hat einen 1206 Strombegrenzungswiderstand.

- Carsten

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C.P. Kurz

Axel Berger schrieb:

Tja, aber hier sind es eben schon sehr sehr viele kleine Solarzellen. Dennoch, das war wie zu erwarten nicht die Ursache des Problems.

- Carsten

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C.P. Kurz

Hat sich geklärt, war doch nicht so mysteriös wie der Bekannte gemutmaßt hatte. Hat einfach zuviele merkwürdige Effekte aufeinandergestapelt und den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr gesehen. Ausserdem falsch gerechnet, falsch gemessen, falsch geschätzt, und dann hat ihm der Zeitdruck obendrein wohl das strukturierte Denken verhagelt.

Es sind zwei Architekturmodelle, unter einer größeren opaken Plexiplatte liegen große Felder, die dicht mit LED-Streifenflex (Reichelt) beklebt sind.

Das eine Modell hatte ein kleineres Feld, das war scheinbar unproblematisch, in dem anderen Modell musste er auf zwei Felder aufteilen, jedes sollte von einem 12V/5A SNT versorgt werden. Ausgrechnet hatte er sich ca. 3A pro Feld. Die Rechnung selbst habe ich noch nicht gesehen, und weil die Streifen in unterschiedlichen Längen verarbeitet sind, konnte ich das vor Ort auch nicht mal eben überprüfen. Whatever, entweder hat er falsch gerechnet, oder die Streuung bei diesen Streifen ist zu groß. Ein paar Streifen hatten auch durchgehend eine deutlich andere Lichtfarbe, obwohl da wohl alle ziemlich aus der gleichen Liefercharge stammten.

Naja, mein Labornetzteil machte jedenfalls bei 3.2A pro Feld schon dicht, und der Test mit dem PC-Schaltnetzteil und Multimeter ergab dann beim einen Feld 6.2A, beim anderen 4.2. Kein Wunder, dass das eine tapfere 5A SNT da merkwürdige Gefühle bekam. Beim Test gestern ging es mal, mal nicht, mal blinkte es, und die LS-Deckenbeleuchtung und drüberwedeln mit den Armen hat solche Effekte produziert. Tatsächlich war das wohl letzten Endes nur der Shutdown/Autorecovery Modus der SNTs im Grenzbereich der Belastbarkeit. Bei Gelegenheit rechne ich die Streifenverschaltung nochmal durch. Ein Fehler von 100% kann nicht durch Serienstreuung zustande kommen.

Wir haben das große Feld dann in 2 Hälften zu ca. 3A unterteilt und mit den beiden Reichelt SNTs versorgt ((es gab nur 3 davon), und das 4.2A Feld bekam das ATX-Netzteil spendiert.

Letzteres hatte noch den nützlichen Zusatzeffekt, dass wir es so unter der Modellplatte montieren konnten, dass der Lüfter über die LED-Felder bläst. Beim ersten Test gestern war die Plexiplatte darüber nämlich so heiß geworden, dass sie sich gewölbt hat. Heute hatten die Modellbauer noch eine transparente Platte dazwischen gesetzt und der Luftstrom aus dem PC-Netzteil produzierte das nötige bißchen Luftaustausch.

Die Modellbauer dachten, LEDs wären praktisch verlustfrei und kalt. Aber bei 12V/10.5A fällt halt selbst bei ziemlich effektiven Lichtquellen noch reichlich Verlustleistung ab.

- Carsten

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C.P. Kurz

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