Suche Rat für effizientesten Betrieb einer HP-LED-Kette... Gleichrichter an Netzspannung?

    Hallo,


    ich möchte mir für meine Chilli-Zucht mit Kunstlicht ein LED-Panel basteln, auf die ich rote und blaue Hochleistungs-LEDs setzen möchte und sie mit der effizientesten Methode betreiben möchte, da das Panel sehr lange an sein wird und Stromkosten durchaus ein Thema sind. Konstantstromquellen oder Vorwiderstände wären für mich wegen dem Spannungsabfall und Wärmeverlust nicht besonders attraktiv.


    Ich habe gehört, dass man LEDs auch direkt an der Netzspannung mit einem Gleichrichter und einem Vorschaltkondensator oder so ähnlich betreiben kann (http://de.wikipedia.org/wiki/Led). Ich würde dann so viele Hochleistungsleds (wahrscheinlich um die 100) in Reihe schalten, dass die Summe ihrer (durchschnittlichen) Flussspannungen bei 25ºC und einem Strom von 300 mA dann etwa die Spannung ergeben, die die Schaltung liefert. 300 mA deshalb, weil die HL-Leds vom Hersteller aus einen optimalen Arbeitspunkt bei 350 mA haben und ich so 50 mA Puffer für Exemplarstreuungen hätte (und ggf. die Lebensdauer und die Effizienz damit nochmal etwas erhöhe), wobei sich die Exemplarschwankungen eigentlich bei um die 100 Leds relativieren sollten.


    Beispiel: Die gesuchte Schaltung gebe 220 Volt Gleichspannung ab. Eine rote, typische HL-Led lässt bei 2,0 Volt etwa 300 mA durch. Dann schalte ich 110 Stück in Reihe. Ob dann wegen Exemplarschwankungen letztendlich 250 mA oder 350 mA fließen, ist nicht so schlimm, da diese sich nach Herstellerangaben durchaus auch mit weitaus höheren Stromfluss (auch wenn mit niedrigem Wirkungsgrad und Lebensdauer) betreiben lassen (teilweise bis zu 1000 mA!).


    Das Panel wird von oben mit einem Lüfter gekühlt. Den Aluminiumkühlkörper besitze ich schon.


    Außerdem sollte noch eine Art Sicherung (Strombegrenzer) enthalten sein, damit keiner stirbt, falls er mal versehentlich die Drähte berühren sollte.


    Ich hoffe ich konnte mich präzise genug ausdrücken. Kann mir einer von Euch Profis vielleicht sagen, wie eine solche Schaltung auszusehen hätte und wie die Bauteile dimensioniert sein müssten? und wie hoch die Verluste über der Schaltung sind (Wirkungsgrad?).


    Vielen vielen vielen Dank imvoraus!

    Dir sollte klar sein, daß so eine Geschichte mit gekühlten Hochleistungs-LED direkt an Netzspannung ganz schnell sehr gefährlich wird.


    Es ist überhaupt kein Problem, 5 oder 50 oder 100 LED Chips hintereinander mit einem Kondensatornetzteil zu betreiben. Sowas sitzt in einer Menge China - Lampen drin. Der kleine Unterschied dabei ist, sowas ist dann nach außen geschlossen.


    Leider ist bei Hochleistungs-LED in den seltensten Fällen eine Angabe zu finden, wie hoch die Isolationsspannung ist. Einige Chips haben auch direkt einen Kontakt zwischen einem Anschlußbeinchen und dem Kühlpad zur Wärmeabführung. Damit kann's dir ganz schnell passieren, daß so eine Konstruktion entweder schön 300V an deine Finger bringt oder das ganze sich unter Geräuschentwicklung auflöst 8|


    Ich ziehe jedenfalls vor, ausschließlich bei Schutzkleinspannung (<42V) zu bleiben. Und die Effizienz von Schalt - KSQ ist recht gut.

    Hallo,


    also eine gute getaktete 230V Konstantstromquelle hat 85-90% Effizienz, je nach Auslegung. Da würde ich mich nicht mit direkter Netzspannung spielen....
    Ein Kondensatornetzteil hat abgesehn von der nicht vorhandenen galvanischen Trennung noch wesentliche andere Nachteile, z.B: Für den Betrieb einer oder mehrere Hochleistungs-LEDs wirst du wahrscheinlich keinen Kondensator finden der die Spannung kann und groß genug ist um die mehrerer hundert Milliampere zu stemmen. Des weiteren wird dein AC-Netz mit einem immensen Blindstrom belastet....


    Grüße


    Fasti

    Ich danke Euch vielmals für Euren Rat. Ich habe das Gefühl gut beraten
    worden zu sein und werde angesichts der unterschätzten Gefahren die Idee
    aus dem Kopf streichen.


    Meine derzeitige Alternative sind
    20VDC-Klasse5-Notebook-Netzteile (>87% Wirkungsgrad bei hoher
    Auslastung). Dort würde ich dann wieder die LEDs so in Reihe schalten,
    dass sie, angenommen sie wären alle typische Exemplare was die
    Flusspannung angeht, bei 22V den optimalen Arbeitspunkt mit 350mA
    hätten.


    Was haltet ihr davon? Was gäbe es hier für Risiken, die zu bedenken wären?


    Sicherlich
    würdet ihr eine hochqualitative KSQ bevorzugen aber da kommt bei mir
    die Kostenfrage ins Spiel... diese KSQ kosten für mich ein Vermögen und
    die Notebooknetzteile bekomme ich hinterhergeworfen.


    Oder könnt
    ihr mir einen Rat geben, wie ich eine solche hochqualitative KSQ mit
    mehr als 90% Wirkungsgrad kostengünstig erhalten kann?

    Laptop-Netzteile können eine gute Möglichkeit sein zur Stromversorgung. Hab ich selber gemacht und andere hier im Forum auch. Man sollte nur nicht allzuviel darauf geben, was die Dinger als Nennspannung aufgedruckt haben. Das muß offensichtlich immer bei Belastung ausgemessen werden.


    Wenn du welche hast, die schön kühl bleiben im Betrieb unter Belastung, dürfte auch der Wirkungsgrad OK sein.

    Zitat von bower1988

    Wenn du mit der Summe der Flussspannungen deiner LEDs nahe an die des Laptopnetzteils kommst kannst du ne lineare KSQ günstig bauen.
    http://www.instructables.com/i…nt-source-tweaks-2-and-3/
    Die Bauteile kosten unter nem Euro pro KSQ.

    Danke! Sechs blaue wären in Reihe ja 6x3.3V = 19.8V und 9 rote 9x2.1V=19.9V. Wenn man eine blaue durch eine rote ersetzt oder umgekehrt kann man die Summe jeweils etwa um 1.2V erhöhen oder senken. Kannst du mir sagen, wie hoch der Wirkungsgrad bei der Schaltung ist?

    Zitat von BESUPREME

    Laptop-Netzteile können eine gute Möglichkeit sein zur Stromversorgung. Hab ich selber gemacht und andere hier im Forum auch. Man sollte nur nicht allzuviel darauf geben, was die Dinger als Nennspannung aufgedruckt haben. Das muß offensichtlich immer bei Belastung ausgemessen werden.


    Wenn du welche hast, die schön kühl bleiben im Betrieb unter Belastung, dürfte auch der Wirkungsgrad OK sein.

    Die Netzspannung habe ich immer nur im Leerlauf gemessen. Danke für den Hinweis!
    Wenn die Leds verdächtig heiß werden, ist das für mich ein Indiz dafür, dass die Flussspannungen der verwendeten Leds tendentiell niedriger waren und deshalb ein erhöhter Strom fließt. Dann messe ich sie aus und tausche die mit den niedrigeren Flusspannungen aus oder ersetzte eine blaue durch zwei rote oder eine zwei rote durch eine blaue. Einen zusätzlichen Lüfter zur Kühlung verwende ich nur in Fällen, wo viele Leds auf engem Raum habe und die Eigenkühlung der Alukörper nicht mehr ausreicht.

    Doch doch, aber zu meiner Nutzung von Notebooknetzteilen haben mir konkrete Feedbacks gefehlt. Also was genau eigentlich dagegen spricht, wenn man sie großzügig beschaltet und auf die Temperatur achtet. Außerdem ist es doch auch ganz interessant zu wissen, welche Ansichten die Leute hier so haben.


    Übrigens, könnte man doch die LEDs auch alle um den gewünschten AP herum ausmessen und sie dann so gezielt in die jeweiligen Zweige einsetzten, sodass die Summe der Flussspannungen genau auf die Netzspannung kommen. Unter Berücksichtigung des Temperaturanstiegs und der Senkung der Flussspannung. Oder man Sorgt dafür, dass jede Led ausreichend gekühlt ist. So ein PC-Lüfter verbaucht ja nun wenig Strom und hat mit einem Kühlkörper enorme Kühlleistung.

    Du solltest auch darauf achten, das die Fläche auf der die LEDs angebracht werden möglichst geringe Temperaturdifferenzen aufweist, wegen der Temperaturabhängigkeit der Vorwärtsspannungen - ggf. so verdrahten, dass das pro Strang eine möglichst gleichmäßige Verteilung gegeben ist.
    Möglichst viele LEDs in Reihe schalten, so dass sich die Unterschiede besser herausmitteln.
    Und wenn Du dich doch entschließt ein Netzteil zu kaufen, gibt es welche von Meanwell, bei denen man die Spannung +-10% Regeln kann und man somit die Spannung optimal an die Anwendung anpassen kann. Dazu kommt, das diese Netzteile bis zu 94% Wirkungsgrad erreichen und man den Maximalstrom auch noch zusätzlich begrenzen kann.


    lg. Olaf

    Zitat

    Kannst du mir sagen, wie hoch der Wirkungsgrad bei der Schaltung ist?

    Wenn du mit den LEDs auf 19,2V kommst fallen 0,8V an der KSQ ab. Das sind dann 96% Wirkungsgrad. Kommt dann halt noch der Wirkungsgrad des Netzteils hinzu.


    Was wäre mit 3 von diesen Kollegen hier ?