Vier 4W SmartArrays in Reihe an 48V Netzteil

[burli]

Hi, ich habe hier 48V Schaltnetzteile (keine KSQ) und würde da gerne vier von den 4W SmartArrays betreiben. In Reihe geschaltet käme ich ja auf die 48V, da jedes Array mit 12V betrieben wird. Aber man soll LEDs ja nicht ohne Strombegrenzung betreiben.

Ich kann die Netzteile etwas höher drehen, so etwa auf 52V. Mit einem 10 Ohm Widerstand käme ich dann etwa auf 350mA. Wären die 10 Ohm ausreichend? Würden auch weniger ausreichen? Was ist der Mindestwiderstand bei einer Serienschaltung mit LEDs?

[Achim H]

Die typische Vorwärtsspannung @ 350mA ist mit 12,2V angegeben.
4 Arrays in Reihe = 4x 12,2V = 48,8V
Bei 52V Ausgangsspannung und 48,8V an den Leds müssten rund 3,2V vernichtet werden.

Bei einem 10 Ohm Widerstand wäre der Strom durch die Leds:
(52V - 48,8V) / 10R = 0,32A

Im laufenden Betrieb wird (bedingt durch die Betriebswärme der Leds) die Vorwärtsspannung etwas geringer (ca. 0,2-0,3V je Led).
Da 2 Leds in Reihe geschaltet sind (3 Stränge parallel), entsprechend 2x 0,3V = 0,6V
Bei 4 Arrays in Reihe: 4x 0,6V = 2,4V
48,8V - 2,4V = 46,4V

Bei gleichem Widerstand vergrößert sich der Strom durch die Leds auf ungefähr:
(52V - 46,4V) / 10R = 0,54A --> und das ist zuviel

Ich würde einen 16 Ohm Widerstand vorschlagen.

(52V - 46,4V) / 16R = 0,35A

Leistung des Widerstand:
(52V - 46,4V) x 0,35A = 1,96W --> nächst höhere Leistungsklasse: 4 Watt oder höher belastbar.


Wenn Du die Leds direkt mit 48V speist (ohne Vorwiderstand), dann ist der Strom anfangs etwas geringer als 0,35A. Im laufenden Betrieb steigt der Strom zwar etwas an, aber höher als 48V kann die Spannung ja nicht werden (wenn man sie nicht verstellt).
Spannung unbedingt direkt am Netzgerät messen.

[burli]

Danke für die Erklärung. Das Ohmsche Gesetz ist mir durchaus bekannt

Mir war nur die Auswirkung des Temperaturanstiegs bei LEDs nicht so ganz klar.

Würde der Betrieb ohne Vorwiderstand denn problemlos funktionieren? Könnte man zum Beispiel die vier Arrays auch parallel an einem 12V Netzteil betreiben ohne Vorwiderstand?

[Achim H]

Ja, könnte man.
Und trotzdem sollte man die Ausgangsspannung vorher direkt am Netzgerät messen.
Mehr als 12V dürfen nicht heraus kommen.

Die typische Vorwärtsspannung @ max Strom (500mA) ist mit 12,8V angegeben.
Selbst mit einem Spannungsrückgang (aufgrund von Betriebswärme) von 0,6V je Array wäre dessen Vorwärtsspannung immer noch höher als 12V. Das Netzgerät liefert allerdings nur 12V. Die Arrays können also gar nicht überstromt werden.

Mr. Fix-it macht das nur so.
Ich bin allerdings kein Freund von diesen Sparmaßnahmen. Aber es geht.

Noch eine Anmerkung:
Herstellungsbedingt sind Leds nie 100%ig gleich. Manche haben eine etwas abweichende Vorwärtsspannung oder einer versetzten Spannungsrückgang mit Betriebswärme. Und das hätte zur Folge, dass die 4 Arrays nicht alle gleich hell leuchten.
Ob man diesen Unterschied sehen wird, weiß ich nicht.

[burli]

Ok, danke. Ich werde das mal ausprobieren.

[Borax]

Könnte man zum Beispiel die vier Arrays auch parallel an einem 12V Netzteil betreiben ohne Vorwiderstand?

Wenn man den Strom mit einem halbwegs verlässlichen Messgerät selbst nach misst, dann geht so was schon. Aber nicht einfach 'blind' den Datenblatt Angaben vertrauen. Sinnvoll wäre z.B. einen wirklich kleinen Widerstand (z.B. 0.1Ohm) als Shunt zwischen Netzgerät und LEDs zu schalten und dort den Spannungsabfall zu messen. Netzgerät erst mal auf eine sicherlich zu niedrige Spannung einstellen (z.B. 11V). Dann am Shunt die Spannung messen, daraus den Strom bestimmen und die Spannung am Netzteil langsam erhöhen, bis der 'gewünschte' Strom (bei Betriebstemperatur!) fließt. 'Meine' SmartArrays ziehen z.B. 175mA bei 11.2V. Laut 'Kurzdatenblatt' sollten aber bei 11.4V nur 150mA fließen. Ich bin sicher, bei 11.4V ziehen die schon weit über 200mA... (12V wären bei denen wahrscheinlich schon zu viel!)
Die Angaben im Datenblatt sind immer nur 'typisch', können aber je nach Charge und Farbtemperatur locker um 5% abweichen. Und 5% Abweichung bei der Flussspannung können halt auch 50% Abweichung beim Strom bedeuten...