Wird ein Schaltnetzteil wahrscheinlich vorzeitig ermüden oder durchbrennen, wenn es schnell ein- oder ausgeschaltet wird?

Ich arbeite an einem Design für den Anbau von Biomasse, bei dem Hochleistungs-LEDs irgendwo in der Nähe von 1-30 Mal pro Sekunde ein- und ausgeschaltet werden müssen, damit sie Licht zum Wachsen liefern, aber die photosynthetischen Chemikalien des Organismus nicht übersättigen.

Während ich vermuten würde, dass ein besserer Ansatz, diese mit Strom zu versorgen, darin besteht, sie direkt mit Transistoren zu versorgen, oder etwas, das garantiert nichts dagegen hat, mit dieser Geschwindigkeit zu schalten, habe ich für einen schnellen und schmutzigen Prototyp ein Schaltnetzteil auf dem Weg die die LEDs mit einer geeigneten Gleichspannung und Stromstärke versorgen.

Die Frage ist: Wenn ich dieses Netzteil selbst bei 1-30 Hz ein- oder ausschalte, brennt es dann wahrscheinlich etwas vorzeitig aus?

Ich gehe davon aus, dass dies weniger ein Problem bei einer Schaltversorgung als bei einer Festkörperversorgung ist, da es nicht so stark heizt und kühlt, aber ich weiß nicht, ob es andere Fehlermodi gibt, auf die ich achten sollte.

Schaltversorgungen sind Festkörper ... Meinen Sie linear?
Haben Sie darüber nachgedacht, einen geeigneten LED-Treiber mit PWM-Eingang zu verwenden?
Schalten Sie die Versorgung ein und aus, um eine durchschnittliche Helligkeit zu erzeugen? Oder gibt es einen biologischen Grund dafür, Lichtimpulse statt ständig zu verwenden?
@brhans, ja, ich sagte solid state, meinte linear.
@ user96037, ja, es gibt einen biologischen Grund namens Photoinhibition.
@IgnacioVazquez-Abrams, ich habe nicht, ich war mir dieser Methode zur Bereitstellung von LED-Strom nicht bewusst. Ich interessiere mich jedoch nicht ganz so sehr für die durchschnittliche Helligkeit. Gibt es PWM-Treiber, die bei sehr niedrigen Frequenzen bis zu vielleicht 1 Hz funktionieren könnten?

Antworten (2)

Mit den von Ihnen gemachten Angaben ist nur eine allgemeine Antwort möglich.

Im Allgemeinen wäre so etwas keine gute Idee. Wenn Sie einen Mechanismus zum schnellen Ein- und Ausschalten des (ich nehme an) Netzstroms hätten, wäre ich geneigt, ihn zum Schalten des Ausgangs anstelle des Eingangs zu verwenden.

Das Einschalten ist aufgrund des Einschaltstroms oft eine stressige Zeit für ein Schaltnetzteil (SMPS). Es würde wahrscheinlich weniger sich wiederholenden Einschaltstrom geben als beim "kalten Einschalten", aber der wahrscheinliche Einschaltstrombegrenzungsmechanismus würde wahrscheinlich auch nach kurzer Laufzeit deaktiviert werden, also ist das das erste Risiko.

Die zweite Sache, an die ich denken kann, ist, dass es keine Garantie dafür gibt, dass der Ausgang sofort nach dem Abziehen der Eingangsleistung auf Null geht. Darin befinden sich Energiespeicherelemente, die die Dinge im Allgemeinen eine Weile am Laufen halten. Ohne eine verlängerte Ausschaltzeit erhalten Sie möglicherweise nicht den gewünschten Effekt, und dies würde dazu führen, dass Sie bei deaktivierter Einschaltstrombegrenzung näher an kalten Einschalteffekten liegen. Das ist also Sache zwei.

Darüber hinaus verhält es sich je nach Versorgung möglicherweise nicht besonders gut beim Starten und Herunterfahren. Es könnte Spannungsspitzen usw. geben, die Ihr LED-Array oder die von Ihnen verwendete Last beschädigen könnten.

Also kurz gesagt, ich würde sagen, keine gute Idee. Ich würde darüber nachdenken, gleich von Anfang an an einem Setup für die Ausgangsleistung zu arbeiten.

Wenn es Ihnen nichts ausmacht, ein oder zwei Setups zu verbrennen, können Sie experimentieren, um zu sehen, wie es reagiert, und möglicherweise einige Oszilloskopmessungen der Spannung und des Stroms durchführen. Es ist möglich, dass es funktioniert.

Fühlst du dich glücklich? :)

Er sollte den Ausgang auch nicht schalten, da viele SMPS eine Mindestlast haben. Der einzig vernünftige Weg, dies zu tun, ist ein richtiger AC-> DC, gefolgt von einer geschalteten Stromversorgung, oder verwenden Sie idealerweise einfach einen dedizierten LED-Controller.
@jbarlow hat völlig Recht, dass einige SMPS eine Mindestlast haben, und betont den Punkt, dass eine funktionierende Lösung viele andere Faktoren, Details der Last (Spannung, Strom usw.) und Details der ausgewählten Versorgung berücksichtigen würde. Daher sollten diese Bemerkungen als allgemeine Richtlinien verstanden werden. Sie können neue Fragen stellen, um Hilfestellung zu Einzelheiten zu erhalten, in denen Sie all diese Einzelheiten angeben müssen, die die Leute benötigen, um das Problem klar zu erkennen. Obwohl SMPS wie Black Boxes erscheinen (buchstäblich :), wenn sie mit unseren Geräten verbunden sind, gibt es eine Menge Arbeit, sie an die Anwendung anzupassen.
Danke für die Kommentare. Es hört sich so an, als ob ein dedizierter (PWM?) Controller wahrscheinlich eher das ist, wonach ich suche. Zwei Dinge sind mir unklar: 1) Gibt es preisgünstige (sagen wir, weniger als 15 US-Dollar pro Stück) Controller, die >= 3 W Lasten bewältigen? 2) Führt einer dieser Controller PWM so langsam aus, wie ich es suche, im Bereich von 1-30 Hz (wichtig für den biologischen Teil des Prozesses, siehe "Photoinhibition")
@AaronAltman Das würde uns in den Bereich der sogenannten Einkaufsfragen bringen , von denen hier auf EE.SE dringend abgeraten wird. Ich würde sagen, Google wäre in diesem Fall Ihr Freund. Wenn Ihnen ein Kandidat einfällt, der gut aussieht, Sie sich aber nicht sicher sind, können Sie eine Frage zu diesem speziellen Kandidaten stellen, der Ihren Anforderungen entspricht. Wahrscheinlich möchten Sie einen Schaltplan (vielleicht auf Blockebene) ausarbeiten, damit Sie Ihr vorgeschlagenes Design in zukünftigen Fragen mitteilen können. Und vergessen Sie nicht, eine "richtige" Antwort auszuwählen. Auf diese Weise werden Ihre Befragten "bezahlt" und sind daher daran interessiert, Ihren nächsten zu antworten :)
Ich frage, ob es solche Dinge gibt, nicht für spezifische Empfehlungen :)
Ok, das verstehe ich, aber wenn ich mit "Ja" geantwortet hätte, wäre das die Antwort, nach der Sie gesucht haben? :) Ich habe eine schnelle Google-Suche nach "led pwm controller" durchgeführt. Hier ist ein Video , das ein interessanter Ort sein könnte, um sich umzusehen :)

Wenn eine Stromversorgung startet, gibt es normalerweise einen gewissen Einschaltstrom, der mit dem Laden der Eingangs- und Ausgangskondensatoren verbunden ist. Dieser Einschaltstrom verbraucht eine bestimmte Menge an Energie. Und wenn Sie diesen Vorgang wiederholen würden, würde dies zu einer bestimmten Wattzahl führen. WATT = ENERGIE x FREQUENZ. Also ja, das schnelle Ein- und Ausschalten einer Versorgung erzeugt etwas zusätzliche Wärme in der Versorgung

Wenn Sie den Ausgang Ihrer Versorgung pulsieren möchten, sollten Sie die Versorgung konstant eingeschaltet lassen und dann ein Relais an den Ausgang der Versorgung (anstatt an den Eingang) anlegen. Das Relais würde den Versorgungsausgang mit den LEDs verbinden. Und Sie können das Relais auf Wunsch 30 Mal pro Sekunde schalten, um die durchschnittliche LED-Helligkeit zu steuern.

Sofern Sie keinen bestimmten Grund haben, die LEDs zu pulsieren, anstatt eine konstante Helligkeit bereitzustellen, sollten Sie sich besser eine Versorgung besorgen, die von Anfang an die richtige Helligkeit liefert, oder eine, die einstellbar ist.

Um die LEDs zu pulsieren, könnten Sie einen 555-Timer-Chip wie den NA555P verwenden, um 30-Hz-Impulse zu erzeugen ...
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sa555.pdf
, der bei Digikey für 0,42 $ erworben werden kann.
http://www.digikey.com/product-detail/en/texas-instruments/NA555P/296-21753-5-ND/1571935

Und speisen Sie diese Impulse in einen MOSFET-Gate-Treiber wie den MCP1407-E/P..
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20002019C.pdf
, das bei Digikey für 0,98 $ erworben werden
kann http://www.digikey.com/product-detail/en/microchip-technology/MCP1407- EP/MCP1407-EP-ND/1228640

Und speisen Sie dann den Ausgang des Gate-Treibers in das Gate eines Leistungs-MOSFET wie dem PSMN027-100XS,127
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/PSMN027-100XS.pdf
die auf Digikey für $ 1,08 erworben werden kann
http://www.digikey.com/product-detail/en/nxp-semiconductors/PSMN027-100XS,127/568-9501-5-ND/2780273

Sie würden dann die LEDs anschließen den Drain des MOSFET über einen geeigneten strombegrenzenden Leistungswiderstand. Das andere Ende der LEDs ist mit dem positiven Ausgang einer Gleichstromversorgung verbunden. Die negative Seite der Versorgung ist mit dem Source-Anschluss des MOSFET verbunden.

Die Kondensatoren in Ihrem typischen SMPS entladen sich einige Minuten lang nicht vollständig, sodass der Einschaltstrom nach den ersten Ereignissen kein großes Problem darstellt.
@jbarlow Wie schnell sich die Ausgangskappen entladen, hängt von der Last am Ausgang ab. Wenn die Last groß ist, kann die Entladung in nur ms erfolgen.
Wird ein Schaltnetzteil wahrscheinlich vorzeitig ermüden oder durchbrennen, wenn es schnell ein- oder ausgeschaltet wird?
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