Spannungswandler 1000Watt für Lichterketten

[Gnom67]

Wenn es zu dieser provinzchinesichen Lichterkette ein Datenblatt gäbe, würden wir hier nicht seit drei Tagen rumorakeln...

Wenn du 10 LEDs in Reihe schaltest (30 V) und dann 500 mA drauf gibst, gibts ne Rauchwolke. Die Rechnung ändert sich aber auch bei 10 oder 16,66 oder 20 mA nicht. Wenn die Schwankungen so groß sind, kommst du auf entsprechende Stromabweichungen. Allerdings wirst du selbst 10% in der hier vorgesehenen Anwendung kaum bemerken.

Ich nehme bei der Bauart nicht an, dass die in Reihe geschaltet sind - da müsste ja noch ein Stepup-Wandler drin sein, der 30 x 3 Volt (90 Volt???) erzeugt oder sie wären in Gruppen angeordnet...
Ich nehme an, die liegen parallel. (Auf diesem Bild einer ähnlichen Kette erkennt man die beiden parallelen Drähte.) Im Mittel werden sie eine bestimmte Stromstärke bei einer bestimmten Spannung haben.

Schließt man eine Kette paralleler weißer LEDs an 300 mA an (durchschnittlich 10 mA pro LED), dann dürfte man nichts falsch machen und es sollte sich eine Spannung irgendwo bei 3 Volt einstellen.

Schließt man zwei Ketten parallel an, muss man einen 600 mA-Treiber nehmen. Der Strom des Treibers verteilt sich in der Tat auf die beiden Ketten gemäß ihren Eigenschaften - also nicht genau hälftig. Selbst wenn die Ketten sich gering unterscheiden, wird das letztlich (zumindest bei dieser Anwendung) keine große Rolle spielen.

Man könnte auch zwei Ketten in Reihe schalten. Dann braucht man wieder einen 300 mA Treiber und es stellt sich eine Spannung bei 6 Volt ein. Dann ist der Strom durch beide Ketten genau gleich. Schwankungen gibt es ggf. aber auch schon zwischen den einzelnen parallel geschalteten LEDs. Eine ist heller, eine dunkler... was soll's also...?

[Ceos]

Wenn du 10 LEDs in Reihe schaltest (30 V) und dann 500 mA drauf gibst, gibts ne Rauchwolke.

Die Theorie ist aber auch herbeiorakelt so ganz ohne Datenblatt! Woher weist du das denn?! Wenn es blaue LEDs sind (weiße LEDs sind auch nur blau mit Phosphoreszierender Schicht zum umwandeln) ist es nicht unwahrscheinlich, das deren Vfwd zwischen 2.7V und 3.5V (typischerweise) liegt und das macht dann 10x ~3V = 30V (wenn sie alle in Serie wären)

Aber wie gesagt, NIEMALS ohne Strombegrenzung. Außerdem habe cih "BEISPIELSWEISE" mehrfach geschrieben.

Bei den Ketten mit parallelen LEDs sind meisten Grüppchen vopn 3-5 LEDs in Reihe über einen Widerstand als Strombegrenzug angeschlossen, jedes Grüppchen "verbraucht" dabei so ungefähr 90% der angelegten Spannung und der Rest verheizt über den Widerstand. Da der Widerstand linear ist, würde bei höherer Spannung der durchbrechende Strom (durch die LEDs) durch den Widerstand linear begrenzt werden. Das ist meines Wissens nach auch die Marktübliche Konstruktion.

Das was cih gesagt habe war nur Beispielhaft und ich wollte damit deine Frage nach dem "Warum Parallel nicht so ohne alles geht" beantworten. Im Fall deiner Lichterkette wären die LEDs aber scho massiv parallel geschaltet also würde es nicht stören und man brauchte auch keine LED Treiber dafür, einfach die Nennspannung füttern und gut ist!

ACHTUNG WICHTIG:

Da du kein Datenblatt hast, mach doch mal ein Foto von einem Segment, die haben ja oft definierte Trennstellen. Dann kann man hochrechnen was für eine Eingangsspannung benötigt wird indem man die LEDs zählt und dann * 3V rechnet und dann die naheliegendste Standard Spannung nimmt, also 3V, 5V, 12V, 18V, 24V etc.

Es ging mir bei meinem Post nur darum dass die "Einfachheit" dessen was man kaufen kann meistens erheblich darüber hinwegtäuscht welche Details man beachten muss beim "mal eben nachbauen" und dort Gefahren stecken!

[Gnom67]

Die Theorie ist aber auch herbeiorakelt so ganz ohne Datenblatt! Woher weist du das denn?

Wenn schon Beispiele, dann darf man gerne bei der Sache bleiben. Du hast geschrieben:

"Wenn du jetzt 2 Stränge nimmst und jeweils sagen wir 500mA darüber legst bei sagen wir mal 10 blauen LEDs (~3V/LED) sind das ~30V über den Strang in der Theorie..."

An den 30 V zweifele ich nicht. Aber wenn du 500 mA auf in Reihe geschaltete LEDs gibst, werden die den Geist aufgeben - so lange wir nicht von High-Power LEDs sprechen. Und wir sprechen hier von einer 2-€-Lichterkette aus'm Discounter. Das meine ich. Und diese Popel-LEDs halten nie im Leben 500 mA aus. Dafür brauch ich kein Datenblatt.

Also, Aufgabe für gpunktw: krieg mal raus, wie die Dinger verschaltet sind. Wenn in Gruppen, dann werden sie 300 mA nicht aushalten.

- - - Aktualisiert - - -

Im Prinzip richtig, aber trotzdem Falsch, weil LED's einen negativen Temperaturkoeffizienten haben.

[...]

Das wäre in der Tat zu bedenken.
Insofern zwei Ketten doch besser in Reihe schalten oder für jede einen eigenen Wandler.

[wkrug]

Warum sollte das in diesem Fall Probleme geben? Die Ketten sind mehr oder minder identisch. Und wenn wegen geringer Toleranzen die eine 310 und die andere 290 mA bekommt, ist das auch egal.
An welche "weiteren Maßnahmen" denkst du denn da?

Im Prinzip richtig, aber trotzdem Falsch, weil LED's einen negativen Temperaturkoeffizienten haben.
Das bedeutet die Lichterkette mit mehr Strom wird wärmer, die Schwellenspannung der LED sinkt und der Strom steigt wiederum in dieser Kette.
Das schaukelt sich dann soweit hoch, bis die wärmere Lichterkette stirbt.
Wenn die dann hochohmig ist geht der volle Strom in die Lichterkette die noch in Ordnung war und tötet diese dann ebenfalls.

Eine Gegenmassnahme ist für jede Kette einen Vorwiderstand einzubauen. An dem fällt dann bei höherem Strom mehr Spannung ab und damit gleichen sich die Ströme etwas an. Je mehr Spannung an diesem Vorwiderstand abfällt umso besser die Ausgleichswirkung, das ist aber für den Wirkungsgrad sehr schlecht da hier Leistung unnütz am Vorwiderstand verbraten wird.
Es ist also immer ein Kompromiss.

Das gesagte gilt übrigens auch für LED's an Spannungsquellen.

[Ceos]

Zurück zum TO:

Was diese billigen Batterie KEtten angeht, bin ich mir nicht sicher, die scheinen schon etwas "magisch" .. ob die einfach intern einen kleinen StepUp mit Strombegrenzung nutzen!? Oder die LEDs mit einer Art integriertem Widerstand komme udn dann alle Parallel laufen!? Wäre echt mal interessant

Aber für deine Zwecke wäre die einfachste Lösung billige 12V LED Ketten zu nehmen oder gleich solche Solar LED Bänder, dann spart man sich auch die Zeitschaltuhr, die machen das von alleine und Leuchten jeden Abend ein paar Stunden bis dem Akku die Puste ausgeht und laden sich den nächsten Tag wieder auf. Man hat halt nur so ein blödes mini Solarpanel rumstehen.

[White_Fox]

Was diese billigen Batterie KEtten angeht, bin ich mir nicht sicher, die scheinen schon etwas "magisch" .. ob die einfach intern einen kleinen StepUp mit Strombegrenzung nutzen!? Oder die LEDs mit einer Art integriertem Widerstand komme udn dann alle Parallel laufen!? Wäre echt mal interessant

Diese LED-Lichterketten werden so billig wie möglich produziert, und wenn die von 3x1,5V betrieben werden, dann sitzen die LEDs garantiert nicht in Reihe. Da bleibt man mit der Spannung vorsichtshalber etwas unten, es interessiert den Hersteller nicht ob die LEDs vernünftig hell leuchten. Das Zeug wird ja nicht von Ings gekauft, sondern von Leuten wie meiner Freundin oder der Mutter des TO. Die freuen sich daß es leuchtet, egal wie schlecht es technisch umgesetzt ist.
Und was lange hält, bringt auch kein Geld...

...will sagen, Vorwiderstände in den LEDs würden mich doch sehr überraschen. Daher: besser wenigstens pro Lichterkette einen Vorwiderstand spendieren, der den Innenwiderstand der (jetzt ja nicht mehr vorhandenen) Batterien etwas ersetzt. Die paar mW die dabei verheizt werden, was solls.

Sofern ich mit meiner Vermutung, das da die reinen LEDs parallel geschaltet sind, Recht habe, würde ich eine Konstantstromquelle auch nichts besser machen. Die drückt dann gnadenlos ihre 600mA in die LEDs rein, aber es ist keineswegs gewährleistet daß der Strom halbwegs gleichmäßig auf die LEDs aufgeteilt wird. Wenn eine LED Überstrom hat (wkrug hat das ja schon schön beschrieben), interessiert daß die Stromquelle nicht. Die drückt auch dann noch 600mA rein, wenn nur noch die Hälfte der LEDs funktioniert, wenn es sein muß regelt die auch noch die Spannung hoch.

Bei Konstantspannung+Vorwiderstand werden die LEDs dann zwar auch nicht gleichmäßig angesteuert, aber die Quelle erhöht wenigstens nicht die Versorgungsspannung und der Strom sinkt etwas-was unterm Strich besser ist.

[Gnom67]

Die Konstantstromquelle stellt sich aber auf einen Mittelwert der Spannung ein. Kaum anzunehmen, dass eine LED 20 mA zieht, wenn der Strom so eingestellt ist, dass der Schnitt bei 10 mA liegt. Der maximale erlaubte Strom ist meist noch größer (30-50 mA). Und die Kennlinie ist in dem Bereich ja üblicherweise nicht annähernd senkrecht. Wenn du einen DC-Wandler auf die gleiche Spannung einstellst, hast du hinsichtlich einzelner LEDs das gleiche Problem. Allerdings müssten dann einige doppelt so hell leuchten wie andere... sowas hab ich noch nicht gesehen. Insofern schätze ich die Streubreite der LEDs geringer ein, als dass es da zu Problemen käme.
Sollten mehrere Ausfallen, wird es allerdings blöd. Nur müssen schon die Hälfte ausfallen, um auch nur auf den Nennstrom zu kommen, wenn man sie bei halbem Nennstrom betreibt (was ich oben vorgeschlagen habe). Und dann würde man die Kette eh wegwerfen. Drei Ketten an einen 600 mA Treiber wären sogar nur 1/3 Nennstrom. (Ich gehe davon aus, dass die LEDs 20 mA Nennstrom haben - wie die allermeisten. Wer weiß aber, was für Gurken die da verbaut haben - ich finde kein Datenblatt einer vergleichbaren Billig-LED.)

Bei Konstantspannung hast du entweder ein echtes Regelungsproblem, weil schon kleinste Einflüsse der Bauteile den Strom ändern. Oder du musst bei 300 mA pro Kette einige Volt im Vorwiderstand verheizen, um in einen stabilen Bereich zu kommen. "...die paar mW" fallen halt ganz schön ins Gewicht, wenn man die LEDs mit 3 V betreibt und am Vorwiderstand 1 oder 1,5 Volt abfallen. 1/4 bis 1/3 Verlust. Genau das ist aber wegen des Batteriebetriebes hier nicht erwünscht.

Es ist jetzt Geschmacksache, welchen der beiden unbefriedigenden Wege man geht. Ich würde nach wie vor die Konstantstromquelle nehmen und die Ketten mit mäßigem Strom (200 oder 300 mA pro Kette, also 3 oder 2 Ketten an einem Treiber) parallel betreiben in der Zuversicht, dass die Schwankungsbreiten nicht mehrere Hundert Prozent betragen und die Dinger das langfristig aushalten.

[gpunktw]

Guten Abend ihr Lieben,
sorry das ich mich erst jetzt melde, habe Zuhause gerade einen großen Umbau, komme daher eher selten zum PC ;-(
Ich habe mal eine Lichterkette von meiner Mutter geholt und Fotografiert siehe Bilde.
Die Lichterkette ist ca 4 Meter lang und hat 100 LED, dies sind ca Stecknadelgroß hoffe ihr könnt damit etwas anfangen
Ich habe mir auch alles sorgfältig durch gelesen, kann aber als Laie nicht allem Gedanklich folgen.

Am Montag sollten beide Lieferungen ankommen, die Spannungswandler und die Konstantstromquelle
, mein erster Versuch wird mal die Konstantstromquelle sein. Ob ich nun einen Widerstand brauche oder nicht da gehen die Meinungen ja etwas auseinander.
Ich werde es mal mit 2 Lichterketten pro Konstantstromquelle probieren und schauen wie sich die Lichterketten verhalten, sollten dabei die Lichterketten den Geist Aufgeben sind max 5 € verbraten und ich versuche ich es entweder mit 3 oder wie weiter oben beschrieben mit je einen kleinen Wiederstand pro Lichterkette...
Ich hatte auch schon über Solarpanel nachgedacht, das setzt aber voraus das die Sonnen auch oft scheint.
Das ist bei uns nicht so oft der Fall weil in See nähe und demensprechend oft Nebel ist.




Danke für eure Unterstützung
lg. Günther

[Gnom67]

Ähm, waren es nicht am Anfang 30 LEDs?
6 Ketten à 100 LEDs?
Willst du den Freidhof in Brand setzen?

Wenn du die Batterieen auch da hast, miss doch mal durch, welde Spannung an den LEDs anliegt und welcher Strom fließt, Dann wüssten wir mal genaueres.