Das richtige LED-Netzteil für eine LED-Leuchte - Teil 3
In Teil 1 wurde die Entscheidung Konstantstrom oder Konstantspannung behandelt. Dabei haben wir die Festlegung des Konstantstromes erläutert und die erste Abschätzung des LED-Treiberspannungsbereichs vorgenommen. Die genauere Definition des LED-Treiberspannungsbereichs erfolgte in Teil 2. Im vorerst letzten und 3. Teil werden wir zu den bekannten Konstantstrom-Netzteilen auch die modernen Konstantleistungs-Netzteile vorstellen und deren Vorteile aufzeigen.
Das richtige LED-Netzteil für eine LED-Leuchte - Teil 3: LED-Netzteil mit Konstantstrom oder Konstantleistung
Das Ansteuern von LED im Konstantleistungsmodus ist ein zunehmend beliebtes Thema. Was dies bedeutet, soll im folgenden Abschnitt erläutert werden.
Zunächst ein kurzer Ausblick, weshalb LEDs mit konstantem Strom betrieben werden sollten.
Wie in Abb. 1 zu erkennen, bewirkt eine kleine Änderung in der Spannung (im Beispiel 2,5 %) eine vergleichsweise große Änderung des Stroms durch die LED (im Beispiel 16 %). Die Durchlassspannung der LED wird durch die Sperrschichttemperatur beeinflusst. Die Änderung der Temperatur kann sogar zu einer Spannungsänderung von bis zu 20 % oder mehr führen. Jedoch ist die Helligkeit der LED proportional zum Durchlassstrom der LED. Wenn der Strom im großen Maßstab variiert, ändert sich also auch die Helligkeit im selben Maße. Daher muss die LED von einer Konstantstromquelle angesteuert werden.
Was ist der Vorteil von LED-Treibern mit Konstantleistungs-Topologie?
Ein Netzteil mit konstanter Leistung klingt zunächst widersprüchlich. Verständlich wird es dann, wenn man es als erweiterten Konstantstrommodus versteht. Im Betrieb wird am Ausgang stets ein konstanter Strom ausgegeben und die Ausgangsspannung wird in einem definierten Bereich entsprechend geregelt. Der Unterschied zum normalen Konstantstrom-Treiber liegt in einem breiten Einstellbereich des Stroms über den kompletten Leistungsbereich. Sind bei einem klassischen Konstantstrom-Treiber für verschiedene Ausgangsströme auch verschiedene Modelle nötig, kann ein Treiber mit Konstantleistungs-Topologie durch den Einstellbereich mit einem Modell ein breites Spektrum an Ausgangsströmen zur Verfügung stellen. Die Herstellung eines LED-Treibers mit konstanter Leistung ist preislich und auch designtechnisch aufwendiger. Die gesamte XLG-Serie ist mit einer Konstantleistungs-Topologie ausgestattet. Ein einziges Netzteil bietet ein sehr breites Spektrum an Ausgangsspannungen und –strömen (siehe Abb. 2), wodurch sich die Anzahl der notwendigen Modelle für die Lagerhaltung stark verringert.
Im Vergleich: Konstantstrom „ELG-75-C1400“ und Konstantleistung „XLG-75-H“
Der Konstantstrom-Treiber ELG-75-C1400 hat eine maximale Leistung von 75,6 W. Diese wird beim Nominalstrom von 1,4 A und einer Spannung von 54 V DC erreicht (siehe Abb. 3). Benötigt die angeschlossene LED einen geringeren Strom, kann der ausgegebene Strom mittels Potentiometer eingestellt werden. Da sich jedoch die Ausgangsspannung nicht über den maximalen Wert von 54 V DC erhöhen kann, wird sich auch die Ausgangsleistung reduzieren. Bei einer Reduzierung des Ausgangsstroms auf 1,2 A liefert der Treiber beispielsweise nur noch 1,2 A x 54 V DC = 64,8 W. Mit dem XLG-75-H mit Konstantleistung lässt sich dieses Problem leicht vermeiden.
Das XLG-75-H liefert nahezu die volle Leistung für den kompletten Bereich des Ausgangsstromes von 1300 mA bis 2100 mA. Die maximal mögliche Ausgangsspannung passt sich automatisch an. So kann die Vorwärtsspannung bei einem eingestellten Ausgangsstrom von 2100 mA bis zu 36 V DC betragen, was einer Leistung von 75,6 W entspricht. Bei einem eingestellten Ausgangsstrom von 1300 mA kann die Spannung bis zu 56 V DC betragen, was einer Leistung von 72,8 W entspricht (siehe Abb. 2).
Der Kunde stellt den gewünschten Ausgangsstrom ein und kann nahezu die volle Ausgangsleistung für seine LED-Leuchte nutzen.
Fazit
Somit lassen sich mit nur einem Konstantleistungs-Netzteil viel mehr unterschiedliche Kombinationen aus Konstantstrom und Ausgangsspannung bei voller Ausgangsleistung realisieren. Im Vergleich zu Konstantstrom-Netzteilen kann mit einem Konstantleistungs-Netzteil eine Verringerung der benötigten Modelle für unterschiedliche Leuchten erreicht werden.