Netzteil pfeift

    Hallo Leute,


    ich bin gerade beim Inbetriebnehmen meiner LED Beleuchtung fürs Aquarium.


    Das Setup:


    Arduino Mega Controller
    Siemens Sitop 10A Netzteil (kann man auf 28V hochschrauben)
    4x Power Line KSQ 1,4A
    4 x 7fach Cree XP-G R5 auf Rundplatine
    4x MOSFET IRLIZ44N (auf Kühlkörpern)


    Das Problem:


    Das Netzteil pfeift deutlich.


    Die PWM-fähigen KSQ werden werden über MOSFET´s angesteuert, Masse wird geschaltet (von source nach drain). Frequenz bei 244hz, bei höherer Frequenz wird das pfeifen höher.


    Hat jemand ein Tip wie ich das pfeifen abstellen kann?


    Noch was: Zuerst wollte ich die 30V über den MOSFET zerhacken, das hat aber nicht funktioniert. Kann mir jemand sagen, warum? Letztendlich habe ich bloß + und - getauscht und dann hat es funktioniert ?(

    Naja, du gibst die harte PWM direkt auf das Netzteil. Einmal davon abgesehen, dass Du bei der Frequenz ein Pfeiffen hörst macht das das Netzteil auf keinen Fall lange mit.
    Abhilfe wäre die Frequenz auf mind 20kHz zu erhöhen (damit wäre das Pfeiffen überhalb des menschlichen Wahrnehmungsvermögens), allerdings ist die Frage ob das deine KSQ mitmachen.
    Eine andere Möglichkeit wäre zwischen Netzteil und KSQ ein LC Filter und größere Cs zu hängen um die PWM zu glätten.

    Hmm, ok.
    Mich wundert deine Aussage, dass das Netzteil das nicht lange mit macht. Die Schaltung ist doch so üblich um Led´s zu dimmen? Oder habe ich was nicht richtig ausgelegt?


    Die KSQ sollen anscheinend nicht mehr wie 2khz ab, also kann ich das erhöhen der Frequenz vergessen. Ich habe mal mit 3khz getestet, da war das Pfeifen deutlich höher, aber da.


    Welche Größe der Kondensatoren würdest du empfehlen?

    Den Lösungsansatz hat dir shoal ja schon mal gegeben.


    NT sind i.d.R. dafür gebaut eine mehr oder weniger konstante Last eher gleichmäßig zu versorgen.


    Eine PWM ist eine Rechteckspannung mit veränderbarem Tastverhältnis. Aber immer noch eine Rechteckspannung mit je nach Ansteuerung mehr oder weniger steilen Flanken. D.h. du belastest das NT mit harten Sprüngen zwischen 0 und 100% der angeschlossenen Last. Dies muss das NT permanent ausregeln. Das pfeifen wird wahrscheinlich von einer Speicherdrossel im NT kommen. Wenn du nun direkt an das NT einen Kondensator anschließt, milderst du aus der Sicht des NT die Steilheit der Flanken. Für den Anfang würde ich einfach mal 10.000 µF ausprobieren.
    An der LED siehst du nachher so oder so nur den Mittelwert.


    Zwischen deinen 244Hz und den ca. 2kHz deiner Grenzfrequenz ist schon noch genügend Abstand um das Verhalten mit einer höheren PWM Frequenz zu testen. ^^

    Ok, Danke mal. Ich habe heute in der Arbeit mal einen kompetenten Kollegen gefragt. Der meinte, dass ich da wohl nicht viel machen kann.
    Das Industrienetzteil, das ich hier einsetze, ist wohl auf hohen Wirkungsgrad und Leistung ausgelegt. Andere Netzteile wären wohl eher so ausgelegt, dass sie geräuscharm sind (z.B. Laptop).
    Das pfeifen kommt, laut ihm, vom ausregeln des Netzteiles.
    Elkos wären wohl intern schon verbaut und sollten deshalb nicht viel bringen. Ich werde es aber trotzdem testen, habe mir gestern Abend noch 5 Stück mit 4700 µF bestellt.
    Das Netzteil soll das aber aushalten können. Bin mal gespannt, wenn ich es jetzt 10 Stunden am Tag so laufen lasse.


    Gibt es da geeignetere Netzteile?

    Also die Lösung mit den Kondensatoren mit Werten im utopischen Bereich halte ich für unangebracht. Wenns blöd läuft und die Kondensatoren während der on Phase komplett entladen werden sieht das Netzteil bei jeder PWM einen Kurzschluss. Also mit einfach nur Kapazität hinklatschen is es nicht getan.


    Damit dieses "spezielle Netzteil extra auf Effizienz" getrimmt ist halte ich für gut möglich, allerdings ist das jedes Netzteil das nicht gerade im Bastelkeller entstanden ist.
    Probiers mit einem anderem Netzteil aus, vlt gehts.


    Dein Hauptproblem ist aber deine benätigte Leistung. Hier mal schnell ein PI bzw LC Filter für 280 Watt reinzuklatschen is auch nicht so ohne. Mein Vorschlag;
    Kauf die für 10 öcken diese Meanwell Led Netzteile die mit einem Triac dimmbar sind und gut is.

    Was willst du jetzt hören?


    Das die Aussage so nicht stimmt, da die Dinger keine Wirkungsgradwunder sind?
    Wwürde man vermutlich sehen wenn man sich ein Datenblatt zur Hand nimmt, dürften aber bei max. 85% liegen, wenn man es denn in nem gescheiten Bereich betreibt.


    Oder das leise Netzteile nicht automatisch einen schlechten Wirkungsgrad haben?


    Oder das es selbst wenn es so wäre nichts mit der Geräuschentwicklung zu tun hat?
    Denn die entstehen häufiger bei schlechter Auslegung.


    Oder das deine Auslegung schlecht ist?
    Betreibst das Netzteil bei ~50% Last mit getakteter KSQ im unteren hörbaren Frequenzbereich dahinter.

    *Zitat entfernt*


    Hallo Wallace,
    ja, damit kann man doch was anfangen. Die Erklärung vom Kollegen lassen wir mal so dahingestellt, es heißt ja auch nicht, dass ich diese Meinung vertrete.
    Der Wirkungsgrad liegt bei 91%, habe gerade geschaut. Ist für mich aber weniger relevant.


    Das Netzteil hatte ich noch im Keller liegen, deshalb habe ich es verwendet. Ich kann es auf 28 Volt hochschrauben und die 10A sind mehr, als die 5,6A, die die LED´s maximal ziehen.
    Ich habe nicht damit gerechnet, dass es zu solchen Umständen kommt.


    shoal ich würde andere Netzteile einsetzen, aber für 10€ habe ich keines gefunden. Die Meanwell, dimmbar für den Leistungsbereich, in dem ich sie brauche, kosten gleich 40€ und ich brauch ja dann 4 Stück davon.


    Wäre es besser, wenn ich 4 Netzteile Meanwell LPC-60-1400 :: Schaltnetzteil für LED, 58W / 9-42V / 1400mA einsetze? Kann man sagen, dass mit denen kein summen auftreten würde?


    Ist eigentlich jede dimmbare KSQ so aufgebaut, dass die Eingangsspannung zerhackt wird? Ich könnte auch andere KSQ einsetzen, aber falls die immer so funktionieren, bringt mir das nichts.


    Eigentlich ist ja das Problem das harte Ein- und Ausschalten der KSQ.
    Ich versuche gerade, das PWM Signal so zu programmieren, dass immer Spannung am Netzteil anliegt. Eigentlich sollte es so sein, dass jede KSQ um 1/4 der Frequenz verstetzt taktet.
    Leider habe am Arduino nur noch 2 Timer frei, so dass immer 2 KSQ parallel laufen. Ein einfacher Versuch war, die Frequenz von einem Timer zu verdoppeln, dann schaltet einer im Auszustand des anderen.
    Dann geht das pfeifen auch zurück.


    Andere Idee:


    Ich möchte später noch blaue LED`s hinzufügen. Die werden aber nicht gedimmt. Wenn ich diese jetzt schon dazuschalte und die 10A des Netzgerätes ausnutze, sollte doch auch Ruhe sein, oder?

    Bitte den "Antworten"-Knopf benutzen, es ist total sinnbefreit, wenn der komplette Post, der sowieso direkt darüber steht, noch mal zitiert wird...


    Zitat von marcSHA

    Ich versuche gerade, das PWM Signal so zu programmieren, dass immer Spannung am Netzteil anliegt. Eigentlich sollte es so sein, dass jede KSQ um 1/4 der Frequenz verstetzt taktet.

    das funktioniert dann aber auch nur bei 25%, bei kleiner oder größer hast Du auch wieder Sprünge - wenn natürlich auch nicht so große.


    Zitat von marcSHA

    Leider habe am Arduino nur noch 2 Timer frei,

    da reicht ja auch ein Timer, und dann SW-PWM - also Du rufst regelmäßig ne Timer-ISR auf, und schaltest dort selbst je nach eingestelltem Wert die LEDs ein und aus, da kannst Du für jede nen anderen Startpunkt für die PWM machen...


    Zitat von marcSHA

    Ist eigentlich jede dimmbare KSQ so aufgebaut, dass die Eingangsspannung zerhackt wird?

    Naja, in dem Fall hier zerhackst Du ja die Eingangsspannung mit Deinem Mosfet... ;)


    es gibt auch Step-Down-KSQ mit ICs wie ZXLD1306 oder PT4115, bei denen sich über das Eingangssignal direkt der Strom regeln lässt - leider nicht ganz linear bis 0 runter, Du kannst so ca. bis 5-10% runter regeln, darunter ist dann aus - wenn das auch reicht wäre das ne Option...


    dazu muss dann an die PWM-Ausgänge ein Tiefpass (RC-Glied), so dass ne zur PWM proportionale Spannung raus kommt - die kommt dann an den Dim-Eingang von z.B. so ner KSQ hier, dann kannst Du direkt den Strom regeln, ohne hartes Ein- und ausschalten der Last.


    bei der "BUCK"-KSQ aus dem Shop hier geht das nicht, weil da noch ein Transistor vor dem Regler-IC sitzt...

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    Zitat von Kanwas

    Die Buck setzt die PWM vorher um. Am Ausgang der KSQ liegt dann keine PWM mehr an.

    Das kommt drauf an, mit welcher Frequenz Du die ansteuerst - bei eher niedriger (üblich z.B. 244 Hz, Angabe im DB <500 Hz) wird die auch komplett ein- und ausgeschaltet, also PWM am Ausgang - bei höherer Frequenz (Angabe im DB >10 kHz) greift der interne Tiefpass im IC, und die KSQ regelt den Strom anhand der PWM


    siehe dazu auch Datenblatt des verwendeten ZXLD1360...

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    Sehe ich hier aber nicht als Problem an, da marcSHA mit dem Arduino die PWM Frequenz einstellen kann.
    Selbst bei niedriger PWM Frequenz wird die Buck KSQ die Effekte am NT mildern. Da ein Teil der Flanke über die Speicherdrossel abgefangen wird. Dadurch sind die Flanken schon nicht mehr so steil wie bei einer direkten PWM.

    Ja - er müsste dann ne deutlich höhere PWM-Frequenz einstellen, damit die Buck den Strom regelt, nicht mehr hart ein- und ausschaltet... lässt sich halt dann nicht ganz linear runter dimmen, k.A., ob das hier nötig ist ("Sonnenaufgang" o.ä.)


    Alternative wäre, die vorhandenen KSQ zu benutzen, und es mal mit der phasenverschobenen SW-PWM zu probieren - kostet dann auch erst mal nix, weil's ja nur ne SW-Sache ist, keine weitere HW nötig...


    ggfs. dann noch nen dicken Elko zusätzlich... wenn's dann immer noch nicht reicht, Buck und Stromregelung...


    Zitat von shoal

    Also die Lösung mit den Kondensatoren mit Werten im utopischen Bereich halte ich für unangebracht. Wenns blöd läuft und die Kondensatoren während der on Phase komplett entladen werden sieht das Netzteil bei jeder PWM einen Kurzschluss. Also mit einfach nur Kapazität hinklatschen is es nicht getan.

    Klingt nachvollziehbar! - nichtsdestotrotz wird das hier immer wieder empfohlen und hat bis jetzt auch immer funktioniert ;) - das Thema "Netzteil pfeift" kommt hier im Forum auch alle paar Wochen und das Problem wird immer zuverlässig so behoben...

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    Also, versuchen wir mal zusammen zu fassen:
    Ich teste die nächsten Tage:


    - Phasenverschiebung der PWM Signale
    - Elko zusätzlich


    Wenn es nicht klappt mache ich folgendes:


    - Buck Konstantstromquellen (hohe PWM-Frequenz, nicht ganz linear (ist mir auch nicht unbedingt wichtig))
    - dimmbares Netzteil


    Wenn ihr mir noch ein paar Fragen beantworten könntet:
    1. Verschleißt das Netzteil durch das takten schneller? Ich könnte es nämlich in den Keller verfrachten, da stört mich das surren nicht (wenn ich es etwas reduzieren kann)
    2.Wie hättet ihr das ganze eigentlich gelöst?
    3.Wäre ein dimmbares Netzteil (Meanwell LPF-40D) das Maß der Dinge (prinzipiell kann ich mir vorstellen, das noch umzubauen)?