Hocheffiziente 24VDC LED-Spannungsversorgung mit 160W für die Hutschiene

Abbildung 1: Produktrendering Enertex LED PowerSupply 160

Mit dem LED PowerSupply 160 erweitert die Firma Enertex Bayern GmbH im Oktober 2018 ihr Produktportfolio um ein kompaktes, sowie energieeffizientes Hutschienennetzteil (4TE) für den Betrieb von 24V-Leuchtmitteln. Neueste Schaltnetzteiltechnologie gepaart mit hochwertigen Bauelementen bilden die Basis für die enorme Leistungsdichte und einen einzigartig hohen Wirkungsgrad von 94.5%. Im gesamten Lastbereich erfüllt das Netzteil den Wirkungsgrad des „80 PLUS Gold“-Zertifikats. Ein weiteres herausragendes Merkmal sind die Standbyverluste von typ. 0,1W. Das Design und die verbauten Komponenten garantieren Langlebigkeit trotz der hohen Beanspruchungen durch PWM-gedimmte LED-Leuchtmittel.

Sekundärseitig können bis zu drei der kompakten Hutschienennetzteile parallel geschaltet werden, so dass eine einfache Skalierung der Ausgangsleistung auf bis zu 450W möglich ist.

Funktionsbeschreibung

Beim LED PowerSupply 160 handelt es sich um ein 160W starkes 24V-Netzeil zum Betrieb von

24V LED-Streifen
24V LED-Lampen
Konventionellen 24V Lampen (Glühlampen, Halogenlampen, …)
LED-Dimmern
ohmschen Lasten

Bei der Dimensionierung sowie bei der Auswahl der Komponenten wurden die durch das Dimmen entstehenden Lastsprünge (geläufiges Dimm-Prinzip für LEDs) berücksichtigt, sodass dieses im Gegensatz zu herkömmlichen 24V-Netzteilen auch für den Betrieb gedimmter Leuchtmittel geeignet ist.

Die EMV bedingte, maximal zulässige Leitungslänge zwischen Netzteil und Lampe beträgt 50 Meter. Um die Leitungsverluste zwischen Netzteil und Lampe auszugleichen, kann die Ausgangsspannung schrittweise in 0,5V Schritten von 24 bis 28,5V erhöht werden.

Drei LEDs auf der Geräteoberseite signalisieren

POWER: Netzspannung versorgt Regler
NORMAL LOAD: Last liegt im Bereich zwischen 0 und Nennleistung. Regler ist im Spannungsregler-Modus (CV-Betrieb) und regelt auf konstante Ausgangsspannung.
MAX LOAD: Last liegt über Nennleistung. Regler ist im Stromregler-Modus (CC-Betrieb) und regelt auf konstanten Ausgangsstrom (maximal verfügbarer Ausgangsstrom des Geräts)

Übersteigt die Last eine Schwelle von ca. 165W, schaltet der Regler in den Stromregler-Modus und regelt die Ausgangsspannung herunter, um durch Überlast bedingte Schäden zu verhindern.

Neben den geläufigen EMV- und Sicherheitsrichtlinien für Schaltnetzteile erfüllt das Hutschienengerät auch alle Anforderungen der für Leuchtmittel bedeutsamen Lampennormen nach IEC 61347-1 und 61347-2-13.

Energieeffizienz und Leistungsdichte

Abbildung 2: Wirkungsgrad-Kennlinie des LED PowerSupply 160 (80 PLUS Gold als Referenz)

Das Netzteil zeichnet sich durch ein Wirkungsgradmaximum von 94.5% bei hoher Last aus. Zudem weist es aber auch einen sehr hohen Wirkungsgrad im Teillastbetrieb auf. Da es bereits ab einer Last von 20% der Nennlast über 91% Wirkungsgrad aufweist, übertrifft es unter anderem die Anforderungen des „80 PLUS Gold“ Zertifikats.

Die verwendete LLC Topologie samt digitalem Regler bietet selbstheilende Schutzfunktionen

Kurzschluss-Abschaltung,
Überstrombegrenzung,
Übertemperaturschutz,

und garantiert Standbyverluste (Leerlauf) von typ. 0,1W.

Das wirkungsgradoptimierte Schaltungsdesign und ein aufwändiges, thermisch optimiertes Platinen- sowie Gehäusedesign ermöglichen die Unterbringung der Komponenten im 4TE schmalen DIN-Hutschienengehäuse.

Dank der Kompaktheit des LED PowerSupply 160 präsentiert Enertex mit dem neuen Gerät eine einzigartige Lösung der LED-Spannungsversorgung für den Schaltschrank.

Parallelbetrieb

Abbildung 3: Anschlussskizze Parallelbetrieb von drei Netzteilen

Für den Betrieb größerer Lasten sind die Netzteile parallel betreibbar (bis zu drei). Die hohe Genauigkeit der Ausgangsspannung ermöglicht in allen Lastfällen eine symmetrische Lastaufteilung und begünstigt damit zusätzlich die Lebensdauer der einzelnen Komponenten.

Um die für den Parallelbetrieb notwendige Genauigkeit der Ausgangsspannung zu erreichen, wurde beim LED PowerSupply 160 auf die sonst üblichen Drehpotentiometer zum Einstellen der Ausgangsspannung verzichtet. Ein Drehcodierschalter erlaubt stattdessen die Verstellung der Ausgangsspannung in 10 hoch-genauen Stufen.

Bei der Parallelschaltung muss die Verteilung mit externen Klemmen erfolgen, welche (zur Wahrung der symmetrischen Lastaufteilung) mit etwa gleichlangen Leitungen (+/-20cm) an den Netzteilen angeschlossen werden.

Technische Daten

Bemessungsversorgungsspannung	230V AC, 50Hz
Absicherung der Netzzuleitung	Max. 16A (Typ B)
Leistungsaufnahme	Max. 174W
Netzstrom	0,76A max.
Leistungsfaktor cosφ	0,97 (bei Nennstrom)
Max. Wirkungsgrad η	94,5%
Leistungsaufnahme Standby	Typ. 0,1W
Bemessungsausgangsleistung	P_rated = 160W
Bemessungsausgangsspannung	U_rated = 24 .. 28,5V DC SELV
Isolation (Eingang-Ausgang)	4 kV AC
Nennstrom	6,65A bei 24V; 5,6A bei 28,5V
Anzeigeelemente	LEDs für Power (grün)Normal Load (grün)Max Load (gelb)
Bedienelemente	Drehschalter zur Einstellung der Ausgangsspannung
Anschluss Netzspannung	2 pol. Schraubklemme, Leiterquerschnitt: 0,2 – 4 mm²
Anschluss Ausgang	2 pol. Schraubklemme, Leiterquerschnitt: 0,2 – 4 mm²
Gehäuse	DIN Hutschienengehäuse für 35mm Tragschiene Breite: 4TE Abmessungen: 72 x 90 x 63 mm (L x B x H) Entflammbarkeitsklasse: V0 Schutzart: IP20
Sicherheit	Geprüft nach Sicherheitsrichtlinen aus IEC 61347-2-13
EMV	Geprüft nach EMV Richtlinien aus DIN EN 55015 und EN 61547
Weiteres	Nur zur Verwendung in Innenräumen Nur für den Betrieb im Schaltschrank Höchste Umgebungstemperatur t_a = 45°C Niedrigste Umgebungstemperatur t_{a min} = -5 °C Schutzklasse 2 Überspannungskategorie III