Gesucht: Leistungsfähiger Booster für HM-LC-Dim1PWM-CV

[Daimler]

Hi,

danke für deine Ausführung und interessanten Links.
Das werde ich mir bei Gelegenheit durchlesen und versuchen zu verstehen.

und in anbetracht welchen aufwand eQ-3 im HM-LC-Dim1PWM-CV treibt (10 V treiberstufe für den leistungs-FET, temperaturfühler, ...) wundert mich dessen geringe leistung gegenüber dem selbstbau.

Dann wäre es also einen Versuch wert, die 7,5 A Sicherung einmal gegen eine 15 A zu tauschen und den HM-LC-Dim1PWM-CV unter Beobachtung auf seine Leistungsgrenze zu testen?

[Psi]

Vllt solltest du erst mal sehen was hier für ein FET verbaut ist und mal die Spezifikation anschauen.
Alternativ könntest du auch die Nachbauverstion mal mit dem andere FET aufbauen und ausprobieren. Letzteres würde mich auch interessieren was da so drüber geht bis er heiß wird

[Daimler]

Da ist ein IRL2203 verbaut.

Letzteres würde mich auch interessieren was da so drüber geht bis er heiß wird

Da ich den Fred nicht eröffnet habe, darfst du das nat. auch gerne versuchen und uns berichten.

[Psi]

Würde ich wenn ich passendes Netzteil und Verbraucher hätte

[klassisch]

Bin gerade durch den schönen Artikel auf https://asksinpp.de/Projekte/psi/HM-LC- ... /#bauteile zu diesem Thema gekommen. Das Thema interessiert mich, weil ich ein einigen Wochen erst mal 2 * 2m stripe in zwei Kanälen bei 24V steuern möchte. Da käme mir o.g. Projekt gerade recht.
Wenn es interessiert kann ich zum FET was sagen:
Wichtig ist hier, ob wir den FET mit 5V oder einen 3V ansteuern. In der Annahme, daß recht langsam geschaltet wird, z.B. <= 2kHz, und die Last vorwiegen real ist und die Ansteuerung mit einer kräftigen Push Pull Endstufe erfolgt, können wir Schaltverluste erst mal beiseite lassen und betrachetn den einfachsten Fall. Alles zu 100% durchgesteuert.

1. IRLZ44
1.1 IRLZ44 an einem 5V Prozessor
Datenblatt http://www.irf.com/product-info/datashe ... rlz44n.pdf , Zeile R_DS(on)
Ab 5.0V Gatespannung wird bei 25A ein Innenwiderstand von 25mOhm zugesichert. Bei 1A wären das also 25mW Verlustleistung und bei 10A das Hundertfache, mithin also 2.5W. Das ist für ein ungekähltes TO220 gefühlt schon recht viel. Und das zeigt sich auch im Datenblatt: "Thermal Resistance" R_theta_JA Junction to Ambient sind 62K/W. Bei 2.5W hätten wir damit eine Erhöhung der Chiptemp um 155K Also bis einer Umgebungstemp von 20°C könnte man einen ungekühlten Betrieb genauer anschauen. Lohnt aber nicht, hat ungekühlt keine Zukunft. Also Kühlkörper dringend empfohlen

1.2 IRLZ an einem 3.3V Prozessor
Das Datenblatt garantiert erst ab 4.0 V Gatespannung einen Innenwiderstand. Unterhalb von 2V darf er isolieren, unterhalb von 1V muß er isolieren. Das ist garantiert. Zwischen 2V und 4V kann er machen was er will. Die meisten werden bei 3.3V schon irgendwie leiten. Aber garantiert ist nichts und so können wir auch nichts rechnen und einfordern. Somit sollten wir den auch nicht mit einem 3.3V Prozessor einsetzen. Wie gesagt, meist gehts gut, und wenn der Bastler für sich Einzelstücke aufbaut und die funktionieren spricht nichts dagegen. Das Experiment gibt ihm dann recht.

2. IRF3708
2.1 IRF3708 an einem 5V Prozessor
Laut Datenblatt http://www.irf.com/product-info/datashe ... rf3708.pdf wird ab einer Gatespannung von 4.5V bei einem Strom von 12A ein Widerstand von 13mOhm garantiert. Macht bei 1A 13mW und bei 100A 1.3W. Nicht wenig für einen ungekühlten TO220 aber schon besser. Auch hier sind wieder 62K/W angegeben, was zu einer Erwärmung um 80K führt. Wäre also auch noch bis 40°C Umgebung zu überlegen/überprüfen. Jedenfalls schon mal günstiger als mit dem IRLZ44

2.2 IRF3708 an einem 3.3V Prozessor
Hier ist in vielen Fällen ein regulärer Betrieb an einem 3.3V Prozessor möglich. Zugesichert werden ab einer Gatespannung von 2.8V Ein Innenwiderstand von 29mOhm, allerdings bei 7.5A. Macht 29mW bai 1A und 1.6W bei den 7.5A . Hier sind wir schon bei einer Erwärmung um 100K. Wäre auch noch etwas Luft zu den erlaubten 175. Allerdings steigt der Innenwiderstand dann fast auf das Doppelte an, was die Reserve raubt. Braucht also auch einen Kühlkörper. Und was machen wir jetzt mit den 10A? Da schauen wir uns Fig 2 an, die allerdings keine garantierten Werte, sondern nur typische Werte zeigt. Bei 10A können wir etwa mit 0.2V also mit 2W rechnen. Mit einem kleinen Kühlkörper, sagen wir mal 20K/W also z.B. so ein T220 Kühlerchen kommt man hin, auch mit 10A.

3 IRL2203
3.1 IRL2203 an einem 5V Prozessor
Ab 4.5V werden 10 mOhm bei 50A garantiert. Macht 10 mW bei 1A und 1W bei 10A. Gleiches Gehäuse, gleicher thermischer Widerstand 62K/W => Ungekühlt eine Temperaturerhöhung um 62K. Das wird gehen
3.1 IRL2203 an einem 5V Prozessor
Nicht definiert, wie beim IRLZ44N

[Psi]

Vielen Dank für deine Ausführungen. Wenn du einen Aufbau damit gemacht hast würde ich mich noch mal über Rückmeldung freuen, gerne passe ich auch das Projekt an. Verbesserungen sind immer willkommen.

[Daimler]

Hi,

das Thema hatte mir nat. auch keine Ruhe gelassen.

Der Start des Tests - mangels alternativer Hardware mit dem originalen HM-LC-Dim1PWM-CV - hat aber etwas länger gedauert:
Kein entsprechendes Netzteil --> also ein 1000 W / 50 V / 20 A 'Labornetzteil' gebastelt - wollte ich immer schon haben.
Alle Tests mit 5 (später 6) * 12 Volt 50 Watt Halogens - also ~ 20 A und bei Raumtemperatur!

Dann der 1. Test.
OnBoard 7,5 A Sicherung gegen 20 A getauscht
Sicherheitshalber dem IRL2203 einen kleinen U-Kühlkörper spendiert.
Bis ~ 10 A alles (incl. Temperatur des IRL2203) i.O - hatte aber nur kurz getestet ~ 1 Minute.

Mutig geworden - auf 12 A erhöht - nach ~ 1 Minute Pitsch - xix ging mehr.
Glücklicherweise war es nur der TSI1 (Temperatursensor), welcher wohl (warum auch) nicht für höhere Ströme ausgelegt war.
Diesen also überbrückt - hatte ja sowieso nichts mehr zu messen.

Nun wieder auf 12 A eingeschaltet und laufen lassen.
Nach knapp 5 Minuten ging die Temperatur am Kühlkörper aber über 50 Grad und die leuchten brannten nur noch mit ~ 10 %.
Der IRL2203 hat wohl eine intergrierte Schutzschaltung?

Also einen anderen Kühlkörper - ähnlich desem https://de.rs-online.com/web/p/kuhlkorper/1898511/ - verwendet.
Beim IRL2203 alles bestens, allerdings konnte man nach ~ 10 Minuten auf der Drosselspule L1 Spiegeleier braten.
Laut Schalt- / Bestückungsplan ist die auch nur für 10 A.
Test beendet und versucht, auf die Schnelle eine belastbarere Spule zu besorgen - gar nicht so einfach.
Habe dann beim Blauen Claus eine sofort lieferbare 14,5 A sowie eine später lieferbare 20A bestellt.
(Ali ist für mich (PayPal) kein Thema)

Heute dann mit der 14,5er getestet - die wird allerdings auch bei Strömen jenseits der 15 Ampere verdächtig heiß ~ 70 Grad.
- wird die überhaupt unbedingt benötigt?

Wie dem auch sei, bis 20 Ampere / 240 Watt lässt sich der Dimmer unter Verwendung einer anderen Spule (falls überhaupt benötigt) vermutlich verwenden - Temperatur hält sich am Kühlkörper bei ~ <= 40 Grad.
Aber nicht ohne bzw. mit dem kleinen U-Kühlkörper - denke auch bei 10 A wird der auf Dauer zu heiß

Hätte es auch gerne einmal mit 24 Volt getestet (damit der Roland zufrieden gestellt ist ) - habe aber keine entsprechenden Leuchtmittel.

Allerdings hat sich bei den Tests gezeigt, das man bei diesen Stömen besser keine Messstrippen mit 4 mm Krokodilklemmen verwenden sollte - die sind jetzt eine Einheit.

[DiBi_83]

Interessanter Versuch...

Ich möchte hier dem Thread-Ersteller nicht "dazwischen-funken", und trotzdem eine passende Sache (Fragen) ergänzen, die vielleicht auch anderen mit ähnlichem Thema weiterhelfen könnten.

Auch wir benötigen für unser zukünftiges Haus einen Controller / Booster für unsere LED-Strips. Klar könnte man den LED-Controller und dahinter mehrere Booster anhängen, doch nur schon aus Platzgründen möchte ich die Sache pro Beleuchtung auf 1 LED-Controller + 1 Repeater beschränken (und nicht 1x Controller + 4x Booster montieren). Noch besser wäre für uns eine Wired-Lösung fürs Homematic-System. Auch nach längerem Überlegen und Suchen habe ich die nachfolgende (leider Funk-)Lösung als die Beste betrachtet, mit der wir unsere LED-Strips steuern und ins SmartHome integrieren können:

1x LED-Controller HM-LC-RGBW-WM -> https://www.elv.ch/homematic-funk-rgbw- ... usatz.html
1x Power Repeater SR-3002 mit 4x 8A Ausgangsstrom -> https://www.topled.ch/4-Kanal-Verstaerk ... r-SR-Serie

Was denkt ihr? Harmoniert der "LED-Controller" mit dem "Power Repeater"? Oder gibt es betreffend PWM auch noch Unterschiede?

Oder kennt ihr eine andere gute Möglichkeit, die folgende Kriterien erfüllt?
- Integration ins Homematic-System inkl. Rückmeldung
- Wenn möglich Kabel-gebunden
- Leistung von mindestens 250W schalten (Die LED-Strips werden in 4-Teile geteilt und parallel auf den Repeater angeschlossen, damit nicht der ganze Strom den ganzen Strip von 16m passieren muss)
- Von Vorteil wäre ein Tasteranschluss am Controller, mit welchem der Controller ein-/ausgeschaltet + gedimmt + "Farbe" gewechselt werden kann. Würde die CCU einmal aussetzen, würde dies die Licht-Installationen nicht beeinträchtigen.

Wir würden auch nur weiss-dynamische (Warmweiss- + neutralweise) Strips verwenden und könnten sicher entsprechend die vier Teile des LED-Strips auf die vier Ausgänge des Repeaters anschliessen.

Die Frage, die ich mir auch noch stelle: Können weiss-dynamische-LED-Strips mit dem LED-Controller überhaupt sinnvoll gesteuert werden?

Besten Dank bereits für eure Rückmeldungen.

Gruss
ADB

[klassisch]

Vielen herzlichen Dank @Daimler für den aufwendigen Test! Klasse gemacht! 1000W Netzteil, Respekt! Wie ist das realisiert? Fettes Meanwell Teil und RD Rui deng DC/DC-Wandler?
Aber 50°C am Kühlkörper ist doch kein Thema für den FET. Der hat 175°C Sperrschichttemperautur, mithin also noch ordentlich Reserve. Aber hast schon recht, man möchte ja auch nicht das Gehäause anschmelzen oder den verkohlten Hausstaub riechen. Die Röhrenzeit ist schließlich überwunden.
Welche PWM Grundfrequenz hat das Gerät? Interessiert mich, weil ich nicht unter 600Hz möchte. Im Datenblatt steht "200 - 1000 Hz". Kann man das einstellen?
Die Spule ist wahrscheinlich aus EMV-Gründen drin (dafür spricht auch der 100pF Kondensator) und je nach PWM Frequenz kann damit schon eine gewisse Vorglättung des rechtecksignals vorgenommen werden. Und vielleicht wird das auch aus EMV-Gründen gebraucht.
Meist ist in der BA auch noch die maximale Leitungslänge / Stripelänge begrenzt. Das hat auch EMV Gründe. Man braucht ja eine klar definierte Anordnung für die EMV Messung.
Aber ansonsten sieht der Schaltplan ordentlich aus. Extra Treiberschaltung fürs Gate. Das läßt hoffen, daß auch "höhere" PWM Frequenzen machbar sind. Und die Daten des verwendeten MOSFET sind auch ordentlich. Die China-Booster machen da meist nicht so ein Aufhebens.
Die 24V kämen mir entgegen, die 45mA Ruhestrom finde ich viel. 1W Ruheleistung ist nicht mehr so richtig hipp.
Wenn Du die Gesamtlast mit 12V Glühbirnen realisiert hast, kannst Du die dann nicht paarweise in Reihe schalten und das ganze mit 24V machen? Also nicht wegen mir, sondern wegen dem lieben Roland. Ich plane erst mal nur 2m - pro Kanal.

[Daimler]

Hi,

Vielen herzlichen Dank

Keine Ursache - war ja auch in meinem Interesse.

RD Rui deng DC/DC-Wandler

In etwa :
1* https://www.amazon.de/gp/product/B077CK ... UTF8&psc=1
- Da muss man aber an die Lüfterregelung dran - der jagt schon im Leerlauf volle Drehzahl!
2* https://www.amazon.de/gp/product/B077NZ ... UTF8&psc=1
Gehäuse, 4 Buchsen, Netzschalter - reicht vollkommen für die Zwecke.

Welche PWM Grundfrequenz hat das Gerät? Interessiert mich, weil ich nicht unter 600Hz möchte. Im Datenblatt steht "200 - 1000 Hz". Kann man das einstellen?

Steht leider nichts dabei, wie überhaupt herzlich wenig zu der Schaltung - evtl. stand ja in der ELV Ausgabe 05/2011 mehr dazu.
Zu der Zeit hatte ich kein Abo mehr - meine Schätzchen sind aus den 80 - Mitte 90er.

Aber 50°C am Kühlkörper ist doch kein Thema für den FET.

Da wäre ich mir nicht so sicher.
Nachdem ich vorhin kurz enstschlossen einfach die Drossel überbrückt hatte, konnte ich den Dimmer ohne 'Hausabbrennangst' einmal längere Zeit betreiben.
Nach und nach kletterte die Temperatur dann über die 40 Grad und irgendwann waren die Halogens aus bzw. hatten evtl noch 10 % Leuchtstärke (gaaanz schwach) und der Dimmer zog noch eine Restlast von ~ 3 A.
Nun habe ich zusätzlich einen kleinen Lüfter auf dem Körper - die Temperatur bleibt bei unter 30 Grad und die Halos brennen seit einer Stunde.
Werde den Dimmer aber mal an die CCU hängen und das ohne Lüfter nochmals nachvollziehen!

Wenn Du die Gesamtlast mit 12V Glühbirnen realisiert hast, kannst Du die dann nicht paarweise in Reihe schalten und das ganze mit 24V machen? Also nicht wegen mir...

Warum müssen immer Andere auf solch geniale Ideen kommen.
Jetzt wo du es sagst - dann werden wir den Roland ja auch noch zufrieden stellen können.

Wobei ich meine Zweifel habe, was bei den von 'A' verwendeten Stripes am Ende der Kette überhaupt noch ankäme.
Habe hier im Testaufbau nur 1,5 Qmm Kabel verwendet und die werden bei einer Länge von jeweils höchstens 1 Meter schon verflixt warm.
Aber da wären es ja 'nur' 10 Ampere - ich würde es trotzdem nicht wagen, diese Anordnung mit nur einer Einspeisung zu installieren