Wirkungsgrad eines Netzteils auch vom Verbrauch abhängig?

  • Folgender Aufbau:
    3 x Cree XM-L T6 @ 1400 mA, somit Verbrauch 12,93 Watt (3 x 4,31 / 3 x 3,08 Volt)
    Netzgerät 1400mA (9-42V) IP67 Meanwell LPC-60-1400


    Das ganze zieht lt. meinem Strommessgerät von der Steckdose ca. 19,6 Watt, also 6,70 Watt mehr als die LED's verbrauchen.
    Das entpricht einem (nicht soliden) Wirkungsgrad von etwa 66 % und ist enttäuschend.


    Ich frage mich, ob sich das nennenswert ändert, wenn ich weitere LED's drann hänge und in welche Richtung?


    So gesehen, schaffe ich grad mal 76 Lumen pro (zu bezahlende)Watt
    (120 l/W@1400mA x 12,93 / 19,6)

  • Ja!
    Du bist bei dem NT ja gerade mal bei etwa 20% Auslastung. Da ist der Wirkungsgrad noch nicht bei dem im Datenblatt angegebenen Optimum.
    Leider ist im Datenblatt der LPV Reihe keine Effizienzkurve angegeben. Aber die etwa 70% können da schon hinkommen. So ab 50% bis 60% Last sollten dann erfahrungsgemäß Werte von über 80% drin sein.

  • Hallo,


    2 Punkte:
    Mit einem Strommessgerät wirst Du die Leistungsaufnahme eines Schaltnetzteils niemals vernünftig ermitteln können. Um die Wirkleistungsaufnahme zu ermitteln benötigst Du ein Messgerät, das die Kurvenform und den Phasenwinkel des aufgenommenen Stromes berücksichtigt. Aber das Thema hatte wir hier schon häufig.
    Weiterhin wird ein 60W Netzteil, das nur mit 12W belastet wird von Haus aus keinen besonders guten Wirkungsgrad haben. Üblicher Weise erreichen Schaltnetzteile ihren besten Wirkungsgrad wenn sie mit 80% +/- belastet werden.


    Viele Grüße

  • Weil wird ja gut warm.


    Wär doch blöd, wenn das Netzteil mehr verbraucht als die LED die dranhängt.


    Tja,


    die Frage ist, was ist "gut warm"?
    Wenns wirklich so ist, ist der Gedanke, dass das Netzteil ebensoviel Leistung verbrät wie die LED nicht sehr weit hergeholt.
    Weil ein paar Watt wirds schon brauchen um das Gehäuse "gut warm" zu kriegen.


    Man kann sagen, dass man bei solch kleinen Netzteilen die Qualität meist wirklich durch einfaches Handauflegen feststellen kann.
    Ein gutes Netzteil wird bestenfalls lauwarm oder bleibt sogar kühl.
    Steckernetzteile o. ä. die warm werden sind praktisch immer schlecht ...


    Gruß

  • Es wird handwarm.


    Noch nix unangenehmes.
    Liegt aber auch wahrscheinlich daran,das es vergossen ist und so die Wärme gleichmäßig abstrahlt.
    In den ersten 10 Minuten nach anschalten wird es auch erst nur auf einer Seite warm,was sich dann nach längerem Betrieb angleicht und das ganze Netzgerät ist halt erwärmt.




    Mfg

  • guckst du hier:
    http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?f=24&t=7036


    Zitat

    ...keine Wunder erwarten kann, ist klar, aber das Ergebnis von 49,39% Wirkungsgrad finde ich schon etwas enttäuschend...

    Kannste also getrost in die (orangene...) Tonne kloppen.


    EDIT: Wenn denn der Messaufbau für SNT geeignet ist...Aber glauben tu ich die Ergebnisse schon

  • Hallo,


    da dieses Netzteil immerhin mit fast der Hälfte der zulässigen Last betrieben wird, kann man davon ausgehen, dass der Wirkungsgrad besser ist.
    Wirklich genau kann man das aber nur durch Messen feststellen.


    Einen groben Hinweis kann man aber erhalten wenn man so vorgeht, wie ich oben beschrieben habe.
    Wird das Netzteil im Dauerbetrieb nur lauwarm, ist der Wirkungsgrad wohl ganz gut.


    Gruß

  • Du bist bei dem NT ja gerade mal bei etwa 20% Auslastung. Da ist der Wirkungsgrad noch nicht bei dem im Datenblatt angegebenen Optimum. Leider ist im Datenblatt der LPV Reihe keine Effizienzkurve angegeben. Aber die etwa 70% können da schon hinkommen. So ab 50% bis 60% Last sollten dann erfahrungsgemäß Werte von über 80% drin sein.


    Danke, das war meine Frage.



    Mit einem Strommessgerät wirst Du die Leistungsaufnahme eines Schaltnetzteils niemals vernünftig ermitteln können. Um die Wirkleistungsaufnahme zu ermitteln benötigst Du ein Messgerät, das die Kurvenform und den Phasenwinkel des aufgenommenen Stromes berücksichtigt. Aber das Thema hatte wir hier schon häufig. Weiterhin wird ein 60W Netzteil, das nur mit 12W belastet wird von Haus aus keinen besonders guten Wirkungsgrad haben. Üblicher Weise erreichen Schaltnetzteile ihren besten Wirkungsgrad wenn sie mit 80% +/- belastet werden.


    Nun ja, mein Strommessgerät ist zumindest keines von den billigen. Auch z.B. 'cos' (was immer das ist) wird ausgegeben.
    Du magst ja Recht haben mit Kurvenform und Phasenwinkel! Aber ändert das grundsätzlch etwas an meinem gemessenen Verbrauch und der daraus resultierenden Stromrechnung?
    Ich denke nein, zumindest nichts wesentliches. Die Postings zu diesem Thema werde ich aber noch lesen.



    Hallo, für nur 3 LEDs wäre das hier sicherlich besser geeignet. Und obendrein billiger.


    Ist klar (und zwar sonnenklar!). War aber nicht die Frage!


    HINTERGRUND:
    Wir planen derzeit ein Projekt für eine Damenoberbekleidungs-Boutique (Pelz und sehr hochwertige Stoffware). Wir überlegen
    a) schon ältere vorhandene Leuchten einzusetzen, mit zum Teil doch erstaunlich guten herkömmlichen Leuchtmitteln, auch von der Lumenabgabe/Watt
    b) im Eigenbau (da hab ich schon einiges an Erfahrung) eine LED-Lösung herzustellen.


    Aber, wenn das mit den Netzteilen sich dermaßen mies auf das Gesamtprojekt auswirkt, sehe ich das Thema LED und deren Lichtausbeute pro Watt zukünftig in einem anderen Licht.
    Die im Versuchsaufbau gemessenen (oder auch überschlagenen) 66% Wirkungsgrad sind indiskutabel. Aber auch (hier vermutete) 80% und damit 20% Verlust sind ebenfalls alles andere als berauschend. Die beliebte Lumen/Watt-Rallye scheint mehr Marketing als Realität zu sein. Oder seh ich das jetzt zu pessimistisch?


    Gäbs eine Netzgeräte-Lösung, welche einen wirklich tollen Wirkungsgrad bringt und außerdem für das Betreiben von sehr vielen LED's geeignet ist.
    Jetzt mal grob geschätzt, brauchen wir 2 x 10.000 Lumen, was bei der xm-l @ 1400 mA in etwa 2 x 20 Stück wären bzw. bei 80% Verlust 2 x 25 Stück.

  • Aber ändert das grundsätzlch etwas an meinem gemessenen Verbrauch und der daraus resultierenden Stromrechnung?

    Ja!


    Ich denke nein, zumindest nichts wesentliches.

    Das ist eine Fehleinschätzung.


    Ist klar (und zwar sonnenklar!). War aber nicht die Frage!

    Warum beklagst Du Dich dann ein paar Zeilen weiter unten über den schlechten Wirkungsgrad?
    Einerseits beklagst Du Dich, aber wenn man Verbesserungsvorschläge macht, wills Du sie anscheinend nicht hören?
    Die von Dir gesuchte Lösung ist klar (sonnenklar).
    Du musst die Netzteile näher an ihrer Nennlast betreiben.
    D. h. entweder verwendest Du Netzteile mit geringerer Nennlast (wenn Du nur wenige LEDs an ein Netzteil anschließen möchtest).
    Oder Du verwendest ein Netzteil mit höherer Nennlast an das Du dann aber entsprechend viele LEDs anschließt.
    Dann hast Du auch einen entsprechend höheren Wirkungsgrad (aber bitte nicht wieder mit einem Strommessgerät messen).


    Gruß

  • Garfi:
    Blindleistung, Wirkleistung ... gut jetzt hab ich's mir reingezogen.


    Sowei ich verstanden habe, müssen Privathaushalte nur die Wirkleistung bezahlen. Und nur diese wird im Keller von den Stadtwerken gemessen.


    Ich habe folgendes Gerät zur Messung verwendet, immerhin Testsieger bei Stiftung WT mit "gut"
    VOLTCRAFT Energy Monitor 3000 Energiekosten-Messgerät mit Anzeige des Wirkfaktors, Lasttyps und der Netzfrequenz LCD 0,0
    Echteffektivwertmessung (TrueRMS) für genaueste Messergebnisse auch bei verzerrter Phasenlage
    Wirkleistung mit Bezug des Wirkfaktors.
    http://www.conrad.de/ce/de/pro…d-der-Netzfrequenz-LCD-00


    Ist dieses Gerät hierfür tauglich?

  • Hallo,


    Privathaushalte bezahlen nur für die elektrische Arbeit, die sie abnehmen.
    Eventuelle Blindanteile werden dabei nicht berücksichtigt. Gemessen wird das auf erstaunlich einfache Weise. Bei uns sind fast überall noch Zähler mit Rollenzählwerk und einer Drehscheibe verbaut. Diese arbeiten nach dem Wirbelstromprinzip und berücksichtigen daher unabhängig von Phasenwinkel oder Kurvenform nur die aktuelle Wirkleistung.
    Das von Dir verwendete Messgerät kenne ich nicht. Aber es ist zumindest nicht wie oben erwähnt nur ein Strommessgerät. Schaltnetzeile habe bei der Stromaufnahme teilweise recht komplexe Kurvenformen. Dennoch dürfte das von Dir verwendete Messgerät dem realen Wert recht nahe kommen (zumindest verspricht es die Beschreibung). Für eine Abschätzung des Wirkungsgrades sollte es daher durchaus geeignet sein.


    Laut Datenblatt hat das von Dir verwendete Netzteil einen Wirkungsgrad von bis zu 85%. Das von mir vorgeschlagene ebenso.
    Um einen besseren Wirkungsgrad zu erreichen musst Du also so vorgehen, wie ich es schon beschrieben habe. Du musst an das entsprechende Netzteil so viele LEDs anschließen, dass das Netzteil zu ca. 80% ausgelastet wird. In diesem Bereich arbeiten die meisten Schaltnetzteile am effektivsten. Meanwell stellt Netzteile unter anderem in den Leistungskategorien 20W, 35W, 60W, 105W her (und auch noch viele andere). Man ist also dennoch flexibel.


    Übrigens haben gewickelte Trafos, die im Haushalt zur Anwendung kommen auch keinen höheren Wirkungsgrad. Über 80% kommen da auch nur die besseren (und teureren) Modelle. Ein Wirkungsgrad von nur 50% ist gerade bei Billigtrafos keine Ausnahme (ich denke dabei auch an viele Halogensets aus dem Baumarkt). Deswegen werden die Dinger häufig auch ziemlich warm. Diesbezüglich bist Du also mit den genannten Schaltnetzeilen keinesfalls im Nachteil.


    Gruß

  • Hallo,


    ich hab gestern mal bei einer Lampe gemessen, die ich gerade baue.
    Da wird ein Meanwell Netzteil LPC-60-1400 verwendet.
    Bei meiner Konfiguration liegt die Ausgangsspannung bei 35V.
    Der Strom beträgt, genau so wie es sein soll, 1400mA.
    Das entspricht einer Leistung von 49W.
    Die Leistungsaufnahme beträgt 56W.
    Daraus ergibt sich ein Wirkungsgrad von 87,5%.


    Das klingt doch gar nicht mal so schlecht.


    Gruß

  • Ist schon interessant wie teilweise Wirkungsgrade gemessen werden, und dann noch von AC/DC-Wandlern. Ohne jede Ahnung von Phasenwinkel, Crestfaktor geschweige denn Fehlerbetrachtung kann man gerade von effizienten Schaltnetzteilen gar nichts mehr messen, da liefern tatsächlich thermische Abschätzungen (denn die Verluste werden ja zu 100% in Wärme umgewandelt) bessere Ergebnisse (wobei dazu auch Dinge wie Wärmekapazität, Konvektion etc. bekannt sein müssen).


    Ich habe mir für Wirkungsgradmessungen zwei Voltech PM1000 zugelegt da diese auch mit hohen Crestfaktor und sehr hochfrequenten Oberschwingungen keine Probleme haben, sind die doch speziell für Schaltnetzteilmessungen konzipiert, jedoch kommen auch diese schnell an ihre Grenzen wenn es um 90%+ geht. Die KSQ (DC/DC, also sehr viel genauer messbar) für meine 500W-LEDfunzel hat in einigen Betriebspunkten bis zu 97% Wirkungsgrad, da bedeutet eine Abweichung des Meßgerätes von 1% (und das ist für eine AC-Leistungsmessung ohne sauberen SInus fast nicht machbar) schon das die Verluste theoretisch im Bereich von 1% bis 5% liegen können (95% bis 99% Wirkungsgrad), nicht selten habe ich auch mit diesen Geräten Wirkungsgrade von über 100% angezeigt bekommen aber davon abgesehen mich direkt beim Patentamt zu melden.


    In jedem Fall tausche ich immer beide Geräte gegeneinander und bilde den Mittelwert aus beiden Messungen. Bei extrem hohen Wirkungsgraden kommt dann eine thermische Betrachtung hinzu (Erwärmung des Kühlkörpers und der Induktivität in K/Minute, abschätzung und wenn es sehr präzise sein soll Vergleich wenn man das selbe Setup durch EInbringen von konstanter DC-Leistung (bei den Fets kann man das Gate abklemmen und den Fet so mit einer extrenen Quelle im Linearbetrieb halten) unter identischen Randbedingungen nochmals thermisch ausmisst. Treiberverluste, Shuntverluste etc. lassen sich sehr präzise bestimmen.


    Ganz generell sind Schaltnetzteile jedoch bei rund 60-80% der Maximallast am effizientesten, das ist auch der Bereich in dem solche Geräte betrieben werden sollten. Darunter würde ich nur gehen wenn besondere thermische Beanspruchungen vorhanden sind (EInbau in Schränke etc.) da zwar insgesamt mehr Wärme abgeführt werden muss, die Luft also heißer wird, jedoch durch die größeren Kühlkörper im Gerät selbst die Bauteile nicht so heiß werden. Über 80% sollte nur bei kurzzeitigem Betrieb oder extrem guter Kühlung gegangen werden.


    Gruß
    Thomas

  • Guten Morgen,


    also 60% Last erscheint mir für einen optimalen Wirkungsgrad die untere Grenze zu sein.
    Wobei dies natürlich von der Bauart und der Leistungsklasse des Netztzeiles abhängt.
    Für das o. g. Netzteil habe ich leider kein Datenblatt gefunden, das ein Diagramm mit dem Wirkungsgrad enthält.
    Für die CLG60 Serie (ebenfalls 60W Nennleistung) desselben Herstellers sieht es in etwa forgendermaßen aus.



    Wobei die Werte aus einem Diagramm ausgelesen sind (ein gewisser Ablesefehler ist bestimmt vorhanden).


    Insgesamt kann man allerdings folgenden Trend festhalten:
    Ab 50% Last erreichen die Netzteile einen vernünftigen Wirkungsgrad.
    Der ideale Betriebsbereich liegt wohl bei 70% bis 90% Last. Darüber würde ich aus verschiedenen Gründen im Dauerbetrieb nicht gehen, auch wenn die Netzteile anscheinend recht gut ausgelegt sind und der Wirkungsgrad nicht oder nur unerheblich zurückgeht.
    Unter 30% Last nimmt der Wirkungsgrad dramatisch ab. Betreibt man die Netzteile in diesem Bereich hat man wohl was falsch dimensioniert und darf keinen wirtschaftlichen Betrieb erwarten.
    Abgesehen davon, dass es ja auch aufgrund der Anschaffungskosten nicht unbedingt ideal ist, ein Netzteil mit weniger als 50% Auslastung zu betreiben.


    Viele Grüße


    Ach übrigens:
    In dem von mir verwendeten Energiemessgerät kommt ein 71M6521DE zum Einsatz.
    Also ein gewisser Bezug zur Realität sollte bei den Messwerten schon vorhanden sein.

  • Ich sag nochmals danke an euch, ich bin jetzt wirklich bestens informiert.


    Offtopic
    Bei Meanwell habe ich jetzt LED-Netzteile mit Konstantstromausgang gesehen, welche über Spannungsab- und anschnittsdimmer am Eingang dimmbar sind.


    Wie funktioniert das? Ist das mit einer vorhandenen Elektroinstallation gut machbar.


    z.B. das PCD-25-700B
    SNT Class2 25W 24-36V/700mA dimmbar, so um die 20 Euro