Aufbau und Doku großer LED Leuchte ~600W

  • Hallo zusammen,


    ich bin gerade dabei eine LED Lampe mit 216 LED's zu bauen (Cree XP-G R4 und RoyalBlue). Werde dafür 27 KSQ's benutzen an 36V Meanwell Netzteil. Also pro KSQ acht Stück. 9 KSQ's für die blauen und 18 für die weißen, beide farben jeweils per PWM dimmbar. LED's sollen bei 700mA oder 800mA betrieben werden. Soweit zum Setup.


    Nun den KSQ array will ich selber bauen auf einer selbst geäzten Platine. Ich bin mir noch nicht wirklich im klaren darüber welchen Treiber und umbeschaltung ich nutzen will. Man ließt sooft das gerade die PWM Dimmung von 0% bis 100% nicht zuverlässig funktioniert. Übrigens würde ich gerne keine linearen sondern step down ksq verweden.


    Könnt ihr mir da helfen??
    Danke und Grüße,
    Lars

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  • Ach du meine Sch.... was um alles in der welt willste denn damit beleuchten?!


    Du suchst jetzt quasi für das Layout von deiner Selbstgeätzten Platine nen passenden Step-Down LED-Treiber, bzw viele davon. richtig?
    Ich weiss nicht wie viel erfahrung du mit der Herstellung von Leiterplatten hast, aber wenn du mehrerer KSQs auf eine Platine packst musste auch die Leiterbahnen entsprechend auslegen das die den Strom abkönnen. Standart Leiterplattenmaterial hat nur eine 35µm dicke Kupferschicht, evtl. musste die dann noch mit Lötzinn "dicker" machen das du net 3cm breite Leitbahnen brauchst.


    mfg. Flo

  • Hallo ihr beiden,


    *lach*...ja ein großes Merwasseraquarium soll damit beleuchtet werden. 2000 Liter. Da brauch man auch eine Menge Licht.


    Also Netzteile sind klar. Kommen zwei Stück. Éinmal das HRPG-600-36 von Meanwell für die weißen LED's und einmal das HRP-300-36 für die blauen. Am liebsten wäre mir ja nur ein Netzteil....habe da aber noch kein adequates gefunden was 700W bei 36V macht. Evtl hat ja hier jemand eine idee?? .:)


    Jepp genau das suche ich....einen passen step-down LED-Treiber der zuverlässig ist und super per PWM dimmbar ist und natürlich einen guten Wirkunsgrad hat.


    Leiterplatten habe ich schon viele hergestellt.....aber bis dato nicht für so eine Anwendung und bei den Stromstärken. Insofern bau ich da ganz auf euch, in der Hoffnung das ihr mir helfen könnt :)


    Danke euch und liebe Grüße,
    Lars

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  • Warum eigentlich 36V ?(
    48V ist doch eher ein Standard. Dann können noch nen paar LEDs mehr in eine Reihe. Das spart wieder die eine oder andere KSQ.
    Wie möchtest du das Geschoss eigentlich kühlen :?: Mit Lüfter oder gleich mit Wasser?

  • Hi Luftkugel,
    willst du die KSQs selber bauen oder auf fertiges gehen? Zum selberbauen habe ich die untenstehende Schaltung als Vorschlag, falls du dich mit grober Elektronik (nicht SMD) anfreunden kannst:

    Im Schaltplan ist allerdings ein Fehler: der Enable-Pin 5 muss für den Betrieb auf Masse liegen, der Regler wird mit einem Signal von 5 V (> 2 V) auf diesem Pin abgeschaltet. Über diesen Pin kann man die LEDs dimmen, die PWM-Frequenz sollte aber deutlich niedriger als die Schaltfrequenz des Reglers von 52 kHz sein. Die Elkos am Eingang und Ausgang können auch deutlich größer werden, aber bei mir hat es mit 100 µF auch geklappt.
    Der 2576 ist zwar nicht der aktuellste Chip, aber alle Bauteile sind gut erhältlich und der Aufbau ist aufgrund der recht niedrigen Schaltfrequenz nicht so kritisch.
    Die Schaltung würde mit einer maximalen Eingangsspannung von 40 V gut zur geplanten Versorgung mit 36 V passen.


    Aber wenn ich dran denke, dass du für die LEDs annähernd 1 k€ ausgibst, willst du vielleicht keine KSQ für ~ 5 € Teilekosten?


    Gruß,
    Ausskie

  • Hi,


    gute Frage. Also zum Thema Kühlen.....die Lampe besteht aus 9 Modulen á 24 LED's (8 blaue 16 weiße). Die Module sind aus voll Alu gefräßt. Sprich aus 50cmx20cmx5cm Vollmaterial. Kurzum riesen Kühler mit Kühlrippen etc. pp. Werde mal ein Bild machen. Bin da so schlecht im erklären.


    Ja mit der Spannung....36V war bzw ist deswegen eine Überlegung da ich damit 8 LED's pro KSQ betreiben kann, womit ich dann drei pro Modul brauche (1 für die blauen und 2 für die weißen). Wenn ich mal ein Defekt habe könnte ich einfach ein Modul abmontieren und die LED's austauschen und die anderen brennen weiter. Andererseits hast du schon recht.....ob ich nun schnell die ganze Lampe abbaue und reparier oder ein einzelnes Modul ist kein so großer Unterschied.


    48V hat natürlich den Vorteil das ich auch ein entsprechends Netzteil dafür sofort finde......hmm.....jetzt bin ich gerade total unschlüssig. Was ist denn eure Meinung dazu??


    Bilder mache ich gleich mal.


    grüße,
    Lars

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  • Aber wenn ich dran denke, dass du für die LEDs annähernd 1 k? ausgibst, willst du vielleicht keine KSQ für ~ 5 ? Teilekosten?


    Hi,


    ne das eine hat ja mit dem anderen nichts zutun. Wichtig ist das die Schaltung zuverlässig und vom Wirkunsgrad her gut ist. Ob sie dann nun billig oder teuer ist, ist eher zweitrangig.
    Wieso hast du nicht einen aus der LM34xx Serie genommen?


    Grüße,
    Lars

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  • Du solltest dir überlegen ob du nicht doch ne lineare KSQ nehmen willst weil die sin in diesen Fall auch nicht uneffizenter.


    Dadurch das du deine LED's (also die Anzahl) sehr genau an deine Spannungsversorgung anpassen kannst und natürlich auch solltest.


    Müßte die KSQ maximal 3-4 Volt 'verbraten' und damit bist du auch bei rund 90% Wirkungsgrad viel besser werden einfache getaktete KSQ auch nicht.
    Dafür hast du bei den getakteten KSQ einen höheren Aufwand teilweise problem mit den PWM und auch teilweise probleme mit Störungen je nach KSQ/PWN Frequenz.


    Da du ja sogar die Meanwell Netzteile nimmst die ja bei 36V Nennspannung von 28.8 ~ 39.6V einstellbar sind reichen 1-2 Volt als Drop für die KSQ und damit bist du meiner Meinung nach effektiver als jede getaktete KSQ.


    Such mal im Forum nach 2 Transistor KSQ (wegen der bescheidenen Foren suche must du über Google und der URL suchen).


    mfg
    Falo

  • Hi,


    das wäre natürlich einfacher. Dachte bis dato das die getakteten deutlich (so um 5%) höher liegen vom Wirkungsgrad als die linearen.
    Man lernt nie aus :D


    Danke und Grüße,
    Lars


    PS. weiß eigentlich jemadn was die Meanwells an Ruhestrom haben??

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  • Sind eigentlich die Anzahl GENAU vorgeschrieben die du nehmen willst also 216 Stück oder sind das ca. Werte ?


    Die XP-G braucht ja ziemlich genau 3,3 Volt ich würde nun nicht 9 sondern 10 oder gar 11 Stück in Reihe = 36,3 Volt + 2Volt KSQ-Drop sind 38,3 Volt damit würde das 36 Volt Meanwell problemlos ausreichen.


    Dann 8 stränge Blau = 88 LED's
    und 12 Stränge Weiß = 131 LED's


    Das wären dann halt 219 LED's also 3 mehr.


    Dafür dann nur noch 20 KSQ .



    mfg
    Falo

  • das wäre natürlich einfacher. Dachte bis dato das die getakteten deutlich (so um 5%) höher liegen vom Wirkungsgrad als die linearen.

    Man kann sicherlich 95% erreichen nur ob das jemand ohne viel erfahrung mit Schaltregler schafft habe ich zweifel weil da spielt halt das Layout und speziell die Spulen/Kondendatoren ne ganz wichtige Rolle.


    Die meisten Messungen von den getakteten KSQ in diesen Leistungsbereich lieben bei 80--90%.


    Grundsätzlich ist aber ne getaktete KSQ eigentlich effektiver nur in deinen speziellen Fall halt nicht weil du halt die benötigte Spannung und die versorgungsspannung sehr exakt anpassen kannst.


    Und wenn du bei 36 Volt nur 2 Volt von der linearen KSQ 'verheizen' must hast du eine effektivietät der KSQ von 94,5% und das mit einen Aufwand von unter 50 Cent (2 Widerstände, 1 klein Transistor, ein 'leistungs' Transistor).


    Wenn du natürlich nur 8 LED's an die 36 Volt anschließt würdest hätte die 2 Transistor KSQ auf mal nur noch 72% da wäre natürlich ne getaktete Pflicht.


    mfg
    Falo

  • Die 2-Transitor-KSQ mit MOSFET lässt sich schlecht mittels PWM dimmen wegen der Gatekapazität, da verschleifen die Flanken und der MOSFET wird heiß.
    Man kann sie natürlich linear dimmen, indem man die Vorspannung des Feedback-Transistors regelt.
    Ich habe in meinen Schaltungen den 2576 benutzt, weil es den bei Reichelt für 110 Cent gibt.

  • Wenn du schon so riesige Kühlkörper einplanst, die so wie ich das verstanden hab selbstgefertigt sind, dann würd ich mir gedanken über wasserkühlung machen.
    Wasser haste eh und die Energie die die LEDs verheizen kannste dann wieder bei der Beckenheizung sparen.


    ...das ihr Meerwasser Aquarianer immer so übertreiben müsst :D


    ...ich hätt aber auch gern eins, wenn auch nur für einen aktiven bewohner, hab mir irgendwie nen Narren an Fangschreckenkrebsen gefressen :rolleyes:


    mfg. Flo

  • Ich glaube Ausskie meint, dass bei der PWM der linearen KSQ während der Schaltflanken zusätzlich Leistung verheizt wird. Beim Abschalten des Mosfet kann man aktiv und sehr schnell schalten, so dass kaum Flankenverluste entstehen. Beim Einschalten des Mosfet kann man dagegen nur "loslassen" aber das Gate nicht auf ein bestimmtes Potential ziehen, weil der Mosfet sich seinen Strom ja selbst einregeln muss.
    Dabei ist die Einschaltflanke durch die Gatekapazität und die Quelle für den Gatestrom bestimmt. Die dabei entstehende Leistung wird sich aber etwa mit den während der Abschaltzeit gesparten Durchlassverlusten aufheben.


    Edit
    @ kufikugel: Es wäre wirklich nett, wenn du weniger oft auf die Enter-Taste hauen würdest, das Srollen, nur um 2 Sätze zu lesen, nervt.

  • Hi,


    puh da bin ich mal zwei Stunden nicht da und so viele Antworten :D
    Also ich versuch mal alles zu beantworten aber stellle mal hier zwei Bilder vom Prototypen rein. Die werden noch leicht modifiziert von der Kabelführung etc.


    [Blockierte Grafik: http://www4.pic-upload.de/06.03.10/h7u4orrtnhxz.jpg]


    [Blockierte Grafik: http://www4.pic-upload.de/06.03.10/qsq9n95py95.jpg]


    Dies werden natürlich noch Sandbestrahlt und lackiert. Also ein Modul lief schon testweise mit 24 LED's auf 800mA. Man merkt eigentlich fast garnicht das es warm wird.


    Wie man sieht bin ich aber schon mehr oder weniger auf die 216 (9 Module à 24) festgelegt als Maximum. Weniger würde evtl. gehen.
    Zu der Anzahl LED's in Reihe.....stimmt *brettvormkopf*....da merkt man manchmal das man den Wald vor lauter Bäumen nicht sieht. Klar gehen mehr bei 36V wie mir auffällt. Dann muss ich nochmal neu überlegen wie ich das mache.


    Gut stimmt definitiv....ich kann sehr flexibel mich auf die Gegebenheiten anpassen Spannungstechnisch. Kurzum wenn ich das mal zusammenfassen darf wäre Linear durchaus eine sehr gute und denkbare Alternative??!!


    Zur Wasserkühlung.....ne nicht wirklich eine Alternative....das Problem wenn ich Meerwasser da durchjage setzen sich die Sclauchwände doch relativ schnell zu mit Bakterien und Bewuchs....dann wird es auch nicht mehr wirklich effektiv. Ist doch schon krasser als im Süßwasser. Am besten wäre natürlich ein eigener Kreislauf....aber nach den ersten Tests denke ich unnötig.


    Werde morgen auch mal hier ein Bild von dem zu beleuchtenden Objekt einstellen. Damit ihr auch wißt wofür ihr eure Köpfe zerbricht :D


    Übrigens hängen im moment 1,6kW über dem Becken.....und das 12h am Tag :rolleyes:
    Und ja die Meerwasseraquarianer haben ne Macke.....hast du recht :) Fangschreckkrebse lassen sich übrigens in recht kleinen Becken problemlos halten!!


    Um mal zum Thema zurückzukommen......die Lampe wird noch ein 4x20 Display bekommen und ein Atmega8 mit DCF Antenne um nachher die Sonnenaufgangs - und Untergangszenarien direkt an der Lampe zu programmieren......obwohl es mich ja schon juckt auch mal Gewittersimulation zu Programmieren.


    Danke euch und liebe Grüße,
    Lars :)

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  • WoW das ist ein RIesen DIng ?! WO hast du den Machen lassen oder hast du den Selber gemacht? Kann wirklich die WÄrme von den Ganzen Led´s abgegeben Werden, oder nimmt der Kühler das alles in der Ersten halben Stunde mit seiner Wärmekapazität auf, so groß wie der ist. Oo.
    Sieht echt Professionell aus. Hast du denn schon alle Led´s gekauft'?

  • Hi,


    so mal nachgerechnet....mit den Meanwell 48V Netzteilen wäre es eigentlich optimal......da könnte ich 16 Stück in Reihe legen und wäre bei Uf 3,3V ingesamt bei 52,3V plus KSQ sagen wir mal bei 54....die Netzteile machen bis 56. Das würde auch optimal mit der Anzahl LED's passen.


    Was meint ihr? Kann man sich bei den Cree den auf 3,3V Verlassen?? Im Shop steht ja 3V min und 4V max


    Grüße,
    Lars

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