HowTo: Strom von Eaglerise 230V-KSQs verändern

Ersteinmal vielen Dank an CRI93+/Ra 93+ aus dem blauen Forum, der mich mit seinem „HowTo: Verringern des Stroms der 8x3W 230V-KSQ“ auf die Idee zu diesem HowTo gebracht hat und mir auch erlaubt hat eines seiner Bilder zu verwenden.

Worum geht es im dem HowTo?

Ziel des HowTos ist es, eine 230V KSQ der Firma Eaglerise so zu modifizieren, das sie einen geringeren Strom liefert (eventuelle sogar über einen Potti dimmbar wird).

Das HowTo lässt sich auf folgende KSQs anwenden:

• Netzgerät für 6-10x 1W LEDs (230V)
• Netzgerät für 10-18x 1W LEDs (230V)
• Netzgerät für 3-4x 3W LEDs (230V)
• Netzgerät für 5-8x 3W LEDs (230V)

Warum sollte man so etwas machen wollen?

• Man benötigt eine 500mA KSQ, angeboten werden aber nur 350mA und 700mA.
• Man braucht eine KSQ für 4 LEDs bei 350mA, es gibt aber nur eine für 4 LEDs @ 700 mA.
• Man möchte eine KSQ mit 2 (oder mehr) Helligkeitsstufen.
• Man will den Strom einer KSQ reduzieren, da man feststellt, dass die Kühlung der LEDs für den hohen Strom nicht ausreicht.

Warnungen und Hinweise:

• Haftungsausschluss: Ich übernehme keinerlei Haftung und Garantie, für die Richtigkeit der hier gemachten Angaben. Ich schließe ausdrücklich jegliche Haftung für Sach- und oder Personenschäden, die im Zusammenhang mit der Anwendung dieses HowTos auftreten, aus.
  

• 230V sind lebensgefährlich! Vergewissert euch, dass die KSQ vom Netz getrennt ist, bevor ihr das Gehäuse öffnet. Ich würde sogar empfehlen, die Anschlusskabel auf der Primärseite komplett vor dem Öffnen zu entfernen (Wäre peinlich, wenn man statt dem Stecker des Lötkolbens versehentlich den der KSQ in die Steckdose steckt ). Ich rate auch dringend davon ab, in die Schaltung der Primärseite (230V Seite) einzugreifen.
  

• Ihr verliert durch den Umbau die Garantie auf die KSQ. Euer Lieferant wird euch logischerweise auch keine LEDs ersetzen, die ihr durch einen Fehler beim Umbau killt.
  

• Auf keinen Fall den Strom einer KSQ erhöhen. Es kann sein, dass die Bauteile der KSQ maximal für den Nennstrom ausgelegt sind. Wenn ihr den Strom erhöht, kann dies zur Überhitzung der KSQ führen. Im Extemfall könnte das einen Brand auslösen (auf die Überlastssicherung der KSQ würde ich mich hier nicht verlassen).
  

• Der Kondensator am Ausgang der KSQ baut die Spannung nur langsam ab. Nach dem Ausschalten der KSQ steht also am Ausgang noch einige Zeit Spannung an. Daher solltet ihr einige Minuten nach dem Betrieb warten, bevor ihr die LEDs entfernt und die KSQ öffnet.
  

Funktionsweise der KSQs:

Die KSQ misst ständig den Strom am Ausgang und hält diesen konstant, indem sie die Spannung auf der Primärseite ständig an und abschaltet.
Dazu wird Strom der KSQ durch einen Messwiderstand (auch als Shunt bezeichnet) geleitet und der Spannungsabfall über diesem Widerstand konstant auf ca. 1,16 V gehalten. Damit ergibt sich nach U=R*I bzw. I=U/R der Strom der KSQ. Bei der 1W KSQ beträgt der Shunt-Widerstand 3,3 Ohm. Damit ergeben sich dann die 350mA.
Wenn man also den Strom der KSQ ändern will, muss man einfach den Shunt verändern (Achtung! Den Shunt immer nur erhöhen, da man den Strom der KSQ nur verringern und nie erhöhen sollte).

Wer sich genauer für die Funktion der Schaltung interessiert, sollte sich folgende Threads anschauen:

• Konstantstromquelle EAGLERISE ELP8X3LS
• 2 Watt Konstantstromquelle

Öffnen des Gehäuses:

Vor dem Öffnen des Gehäuses müsst ihr sichergehen, dass keine 230V mehr an der KSQ anliegen (besser mehrfach prüfen).
Das Öffnen der KSQ ist einfacher als es zunächst aussieht.
An der Seite der KSQ seht ihr unten einen feinen Spalt.

Fahrt hier einfach mit einem robusten Messer (nicht unbedingt das Japanische Kochmesser für 250,-€ )hinein und hebelt den Deckel vorsichtig auf.

Der Deckel wird nur von 4 Rastnasen gehalten. Das Öffnen hinterlässt praktisch keine Spuren und die KSQ kann nach getaner Arbeit wieder perfekt verschlossen werden.

Merkt euch vor dem Herausnehmen der Platine, wie diese im Gehäuse gesessen hat. Wenn ihr sie falsch einbaut, stimmen die Bezeichnungen auf dem Gehäuse nicht mehr und ihr könntet beim Anschließen der KSQ 230V und den LED-Anschluss vertauschen, was vermutlich zu einem Totalschaden führen würde. Tipp.: Bei mir waren die Anschlussklemmen auf der LED-Seite immer blau.

Umbau

Zunächst müsst ihr auf der Platine den oder die Widerstände finden, die den Shunt bilden:

Bei der 5-8x 3W KSQ sind es 2 parallelgeschaltete 3,3 Ohm Widerstände (R9 und R10) (=>Shunt = 1,65 Ohm => Strom = 700mA)

Bei der 10-18x 1W KSQ ist die Platine identisch, es fehlt aber R10 (=>Shunt = 3,3 Ohm => Strom = 350mA)

Bei der 3-4x 3W KSQ sind es 2 parallelgeschaltete 3,3 Ohm Widerstände (RS1 und RS2) (=>Shunt = 1,65 Ohm => Strom = 700mA)

Bei der 6-10x 1W KSQ ist die Platine identisch, es fehtl aber RS1 (=>Shunt = 3,3 Ohm => Strom = 350mA)

Nun müsst ihr berechnen, welchen Shunt ihr benötigt:

R(Shunt) = 1,16V / I (z.B. 1,16V/500mA=2,32Ohm)

Nun könnt ihr, durch Reihen- und Paralellschaltungen den gewünschten Widerstand erzeugen und in die KSQ einlöten.

Tipps:

• Durch den hohen Schmelzpunkt des bleifreien Lotes ist es schwierig die vorhanden Widerstände auszulöten. Mit etwas frischem Bleilot auf der Lötspitze lassen sich die Widerstände einfacher auslöten.
• Um eine 700mA KSQ auf 350 mA umzubauen genügt es, einen der beiden 3,3 Ohm Widerstände zu entfernen.
• Im Anhang befindet sich ein Berechnungstool für gängige Schaltungen.
• Ihr könnt auch einen Teil der Schaltung aus der KSQ herausführen (Potis/Schalter) und damit eine dimmbare KSQ oder eine mit mehreren
• Helligkeitsstufen bauen (auf gute Isolierung achten).
• Reihenschaltung von Widerständen: R(ges) = R1+R2...
• Parallelschaltung von Widerständen: R(ges) = 1/( 1/R1 + 1/R2 +...)

Achtung:

• Ihr müsst darauf achten, dass der Shunt auch bei Schaltvorgängen niemals 0 Ohm (kurzgeschlossen) oder unendlich hoch (also unterbrochen) wird. Besonders ein Kurzschluss ist kritisch, da dann die Spannung am Ausgang auf einen Maximalwert ansteigt und zu einem viel zu hohen LED-Strom führt. Das könnte euch die LEDs killen.
• Bei Schaltungen aus mehreren Widerständen würde ich empfehlen, die Anschlüsse mit Schrumpfschlauch zu isolieren, damit nicht durch Verbiegen irgendwo ein Kurzschluss entsteht.
• Ich habe nur Shunts bis zu 6,6 Ohm getestet (175mA). Höhere Widerstände (kleinere Ströme) müssten auch funktionieren, vermutlich wird aber irgendwann die KSQ instabil und funktioniert nicht mehr sauber (Ich habe keine Ahnung, wie weit man gehen kann).

Nachdem ihr den Shunt umgelötet habt, solltet ihr nochmals prüfen, ob alle Bauteile sauber sitzen, oder ob irgendwo durch Verbiegen ein Kurzschluss entstanden sein könnte.

Danach baut ihr die KSQ wieder ins Gehäuse ein (Ausrichtung der Platine beachten (siehe „Öffnen der KSQ“).

Erst jetzt wird die KSQ wieder an die 230V Leitung angeschlossen.

Überprüfen des Umbaus

Nach dem Umbau solltet ihr prüfen, ob die Schaltung auch so funktioniert, wie ihr es berechnet habt.
Dazu müsst ihr ein Ampermeter (oder Multimeter) in Reihe mit den LEDs schalten.
Achtung: Das Ampermeter muss vor dem Einschalten der Spannung fest verdrahtet werden (Empfehlung: Krokoklemmen), richtig eingestellt und eingeschaltet sein, bevor ihr die KSQ anschaltet. Sonst könnten die LEDs beschädigt werden. Natürlich dürft ihr das Messgerät umgekehrt auch erst entfernen, wenn ihr die KSQ ausgeschaltet habt.

Getestete Umbauten

Folgende Umbauten habe ich bereits selbst ohne Probleme gemacht:

Schaltbare 6-8 3W LED KSQ

Mein Deckenfluter sollte eine Fernsehschaltung mit 350mA bekommen. Zum Lesen sollte er aber auf 700mA umschaltbar sein. Dazu habe ich R10 auf einer Seite ausgelötet und mit einem Schalter außerhalb der KSQ verbunden. Der Draht vom Schalter führt dann zu dem ausgelöteten Anschluss des Widerstandes. Damit kann ich den 2. Widerstand ein und ausschalten (eingeschaltet => 700 mA ausgeschaltet => 350mA).

Umbau einer 3-4 3W (700mA) LED KSQ auf 3-4 1W LED (350 mA)

Ich brauchte eine KSQ für 4 LEDs @ 350mA für eine Nachttischlampe. Dazu habe ich einen der beiden 3,3 Ohm Widerstände in einer 3-4 3W (700mA) KSQ entfernt.

Viel Spaß und Erfolg bei Euren Umbauarbeiten! Bitte gebt mir Bescheid, wenn ich hier etwas vergessen oder falsch beschrieben habe.

Sorry, falsche Datei angehängt. Das ist eine OpenOffice-Datei.

Hier das gleiche nochmal als Excel.

Hier noch zwei allgemeine Tipps zu diesen KSQs:

• Der Stromkreis auf der Sekundärseite (also die LEDs) darf nie bei laufender KSQ unterbrochen werden!
  Das hätte nämlich folgendes zu Folge:
  Die KSQ versucht den Strom konstant zu halten, kann das aber nicht, da ja durch die Unterbrechung kein Strom mehr fließen kann. Daher erhöht die KSQ immer weiter die Spannung am Ausgang, bis ihr möglicher Maximalwert erreicht ist.
  Wenn der Stromkreis wieder geschlossen wird, liegt am Ausgang immer noch die erhöhte Spannung an bis die Kondensatoren sich entladen haben.
  => Spannung höher als die Summe der Vorwertspannungen euerer LEDs
  => Kurzzeitig ein sehr hoher Strom
  => Zerstörung oder Schädigung der LEDs
  Daher folgendes beachten:
  
  
  • Nie einen Schalter in die Sekundärseite einbauen (Ausnahme: Schalter im Shunt, der diesen aber nicht komplett unterbrechen darf (Siehe mein erster Umbau)!
  • Sichergehen, das beim Anschließen der LEDs kein Wackelkontakt entsteht!
  • Vorsicht beim Anschließen eines Ampermeters (Multimeters)! Das muss fest und sicher verdrahtet werden und vor dem Einschalten der KSQ richtig eingestellt sein.

  
  

• Wie beschrieben, bleibt die Spannung am Ausgang der KSQ noch einige Zeit bestehen, wenn die LED abgeschaltet wird. Das hängt damit zusammen, das sich erst noch die Kondensatoren der KSQ entladen müssen.
  Das sieht man im Betrieb daran, dass die LEDs nach dem Abschalten noch "Nachglühen".
  Daher ist es sinnvoll, vor dem Arbeiten an der KSQ die Ausgangsspannung zu messen. Falls noch Spannung anliegt, könnt ihr die entladen, indem ihr einen Widerstand zwischen 47 und 220 Ohm für einige Sekunden statt der LEDs an den Ausgang anschließt.

Zitat von b5driver

Ich habe folgende KSQ (2x): Klick Diese läuft ja mit 350mA. Wenn ich sie also aber nur mit 300mA laufen lassen will, brauche ich den R1 nur gegen einen 3,86 Ohm (ca.) Widerstand zu tauschen? Müpsste doch problemlos funktionieren, oder?

Genau so sollte es gehen.

Zitat

Und dann noch eine Frage: Würde es auch mit folgender KSQ funktionieren: Klick? > Habe gerade gesehen, dass diese ja vergossen ist... Also wird da wohl nichts gehen. Mist...

Ja, geht leider nicht (wegen des Vergusses)

Damit fehlt und leider eine modifizierbare 230V KSQ für 1-3 LEDs.

Erhöhen sollte man nicht, da niemand weiß, ob dadurch ein Bauteil in der KSQ überlastet wird. Schließlich sind die Bauteile für irgendeinen Gesamtstrom bzw Gesamtleistung ausgelegt und wir wissen nicht, wie groß die Reserven in der Schaltung sind.

Runterregeln ist kein Problem. Ich weiß nur nicht, wie weit man gehen kann, bevor die Regelung instabiel wir. Getestet habe ich das, bis zu einer Halbierung des Stromes, was kein Problem ist.

Ich habe nun mal eine 3-4 3W Led KSQ so umgebaut, dass dich den Shunt komplett nach Außen auf eine Laborplatine geführt habe.

Ziel: Eine schnell und einfach modifizierbare KSQ für Kühlkörpertests.

Damit habe ich nun auch eine 6,6 Ohm Shuntkonfiguration getestet (175 mA). Die KSQ läuft auf 175mA ohne Probleme. Auch Umschalten auf 700 mA und zurück bei laufendem Betrieb macht keinen Ärger (200 Schaltvorgänge getestet).

Mangels Oszi nein.

Sollte aber nicht passieren, da ich beim schalten immer einen Zweig hinzuschalte und nicht komplett trenne:

Von 6,6 Ohm direkt auf 1,65 Ohm (6,6+paralell2,2 dazu) und nicht von 6,6 Ohm auf unendlich (Schalten zwischen 2 Zweigen) auf 1,65 Ohm.
Wie oben beschrieben muss man einen "unendlichen" Shunt beim schalten vermeiden.

Das ist aber rein (leienhafte, da ich kein Elektroniker bin) Theorie.
Falls jemand von euch ein Oszi hat wäre es super, wenn er den Aufbau mal testen könnte und die Ergebnisse hier reinstellen würde.

Falls jemand mit dem Oszi misst, wäre es Klasse, wenn er auch die Spannung über dem Optokoppler (LED Seite) und den Vorwiderständen des OC messen könnte. Das war bei dem Versuch meine Hauptsorge. Der OC wird beim runterschalten auf jeden fall einen schwachen Stromstoß bekommen. Interessant wäre es, wie lange und stark der ist.