Netzteil für LED-Installation

INHALT:


Die allermeisten LED-Streifen werden mit einer Niedervolt-Gleichspannung betrieben. Typische Werte sind 12 Volt und 24 Volt, seltener auch 5 Volt oder auch 48 Volt. Einzige Ausnahme sind die 230V LED-Streifen, die direkt an der Wechselspannung des Hausstroms betrieben werden.

Für alle LED-Streifen mit Gleichspannung gilt, dass diese ein passendes Netzteil zur Stromversorgung benötigen.

Wie wähle ich das richtige Netzteil für LED-Streifen aus?

Damit die LED-Installation funktioniert, muss das Netzteil zu den Werten des LED-Streifens passen. Die wichtigsten Kennwerte sind die Spannung, angegeben in Volt (kurz V) und die Leistung, angegeben in Watt (kurz W).

Die Spannung des Netzteils muss der Spannung des LED-Streifens entsprechen. Arbeitet der LED-Streifen z.B. mit 12V, so muss auch das Netzteil 12V liefern. Ein Netzteil mit höherer Spannung, z.B. 24V würde das LED-Band nicht etwa heller leuchten lassen, sondern mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zerstören, da die LEDs für so eine hohe Spannung nicht ausgelegt sind. Ein Netzteil mit zu niedriger Spannung, z.B. 5V würde die LEDs gar nicht oder nur ganz schwach leuchten lassen.

Weiterhin muss das Netzteil ausreichend Leistung bereitstellen können. Um die Leistungsaufnahme Ihrer LED-Installation zu berechnen, nehmen Sie die angegebene Leistung des LED-Streifens, typischerweise in Watt pro Meter (kurz W/m) angegeben und multiplizieren diese mit der installierten Länge. Hat das LED-Band z.B. eine Leistungsaufnahme von 20 W/m und Sie möchten 5 Meter davon leuchten lassen, ergibt das eine Gesamtleistung von 100W. Dazu rechnen Sie noch einmal 10% Sicherheit, so dass ein Netzteil mit min. 110 Watt Leistung bei 24V benötigt wird. Ein geeignetes Modell wäre z.B. das MEANWELL HLG-120-24.

Warum benötige ich eine Sicherheitsreserve beim Netzteil?

Die Leistungsangaben bei LED-Steifen entsprechen nicht immer zu 100% der Realität. Sind beim LED-Band z.B. 19,2 W/m angegeben, können das in Realität auch mal etwas mehr oder weniger sein. LEDs haben immer Toleranzen.

Lange Kabelwege, aber auch Steckverbindungen und Klemmen können die Gesamtleistung ebenfalls beeinflussen, insbesondere, wenn Sie LED-Streifen mit eingebauten KSQ (Konstantstrommquellen) nutzen.

Die KSQ gleichen Spannungsabfälle, z.B. bei langen Kabeln aus, was zu einer erhöhten Leistungsaufnahme führt.

LED-Streifen mit Konstantstromquellen
LED-Streifen mit eingebauten KSQ (erkennbar an den 3 Lötbeinen)

Daher ist es absolut empfehlenswert, Netzteile immer mit min. 10% Sicherheitsreserve einzuplanen.

Ist es vorteilhaft, deutlich überdimensionierte Netzteile zu verwenden?

Netzteile mit deutlich höherer Leistung als benötigt zu verwenden, bringt Ihnen keinen Vorteil. Also z.B. ein HLG-240 mit 240 Watt Leistung, obwohl Sie max. 110 Watt benötigen.

Weder wird das stärkere Netzteil die LEDs irgendwie heller leuchten lassen, noch wird das System dadurch effizienter.

Im Gegenteil. Typische Netzteile arbeiten am effizientesten, wenn Sie in der Nähe Ihrer Leistungsgrenze – also z.B. zwischen 85 und 95% betrieben werden. Der Unterschied in der Effizienz ist jetzt aber auch nicht so gewaltig (siehe nebenstehende Grafik).

Effizienz-Diagramm des MEANWELL HLG-120 (erst bei <30% Last wird die Effizienz deutlich geringer)

Wenn Sie z.B. noch ein deutlich zu großes Netzteil übrig haben, dann können Sie dieses auch nutzen. Eventuell arbeitet Ihre Installation 5 oder 10% weniger effizient, aber dafür extra ein neues, passendes Netzteil zu erwerben, lohnt i.d.R. auch nicht. Genaue Angaben zum Effizienzverhalten finden Sie meist im Datenblatt des Netzteils.

Da die höchste Effizienz nahe der Leistungsgrenze erreicht wird, bringt es i.d.R. auch für die Wärmeentwicklung keinen nennenswerten Vorteil, extra überdimensionierte Netzteile zu verwenden. Die Verlustleistung ändert sich ja nicht und das was ein größeres Netzteil durch mehr Kühlwirkung des Gehäuses gewinnt, wird durch die dann etwas weniger effiziente Arbeitsweise wieder zunichte gemacht.

Wie heiß werden Netzteile?

Netzteile werden im Betrieb in jedem Fall warm. Es gibt auch vereinzelt Netzteile, die dann mit Lüfter arbeiten müssen, um die Abwärme der Verlustleistung abzuführen. Man kennt es z.B. von den Netzteilen in PC-Gehäusen. Die meisten für den Betrieb von LED-Streifen geeigneten Netzteilen arbeiten jedoch passiv – also ohne Lüfter.

Im Betrieb werden die Netzteile gut warm und man sollte sie daher nicht irgendwo komplett eng ohne Möglichkeit zur Luftzirkulation einbauen. Also z.B. nicht in sehr enge Verteilerkästen o.ä. stecken, ohne dass es da Luftschlitze o.ä. gibt. Ein Einbau in Trockenbaudecken oder hinter Wänden ist aber meist unkritisch.

Netzteile werden auch nicht derart heiß, dass hier irgendeine Brandgefahr entsteht. Typische Gehäusetemperaturen sind deutlich unter 100°C, so dass die Netzteile i.d.R. problemlos auch auf Holz, hinter Trockenbau, auf Möbeln usw. montiert werden können.

Kann ein Netzteil überhitzen?

Definitiv ja. Ist ein Netzteil zu eng eingebaut, so dass es seine Verlustwärme nicht an die Umluft abgeben kann, besteht immer die Gefahr, des es überhitzt. Dann könnte sogar eine Brandgefahr entstehen!

Hochwertigere Netzteile haben aber hier eine Schutzschaltung und überwachen stets die Temperatur. Wird es zu warm, schaltet das Netzteil zur Sicherheit einfach ab. Es geht dabei nichts kaputt und das Netzteil kann jederzeit wieder neu gestartet werden. Einfach von 230V nehmen und wieder anschließen. Sinnvollerweise natürlich nachdem man die Ursache für die Überhitzung behoben hat.

Was ist das Doppel-M Zeichen?

Einige Netzteile haben – neben vielen anderen Informationen – ein Doppel-M Zeichen aufgedruckt. Dieses besagt, dass dieses Netzteil auch für den Einbau in Möbeln geeignet ist, z.B. wenn Sie eine Schrankbeleuchtung planen. Verwenden Sie dann ausnahmslos solche Netzteile. Das Doppel-M Zeichen besagt, dass das Gerät keine Oberflächentemperatur >95°C erreicht. Es gibt auch noch das einfache M, dass die selbe Angabe für >180°C beschreibt. Holz z.B. hat eine Entzündungstemperatur von weit über 200°C.

Fragen Sie zur Sicherheit immer den Anbieter des Netzteils, wenn Sie unsicher mit der Montage sind. Der wichtigste Schutz ist eine eingebaute Selbstabschaltung bei Übertemperatur.

Welche Angaben auf einem Netzteil sind noch wichtig?

Das Typenschild eines professionellen Netzteils hat eine ganze Reihe von Angaben und Icons. Nicht alle davon sind für den typischen Einsatz mit LED-Streifen wirklich relevant. Einige sollte man aber schon kennen.

Typenschild eine MEANWELL HLG-240H-24A

Zum Einen sind – häufig unter INPUT – die Eingangswerte angegeben. Hier ist es wichtig, dass das Netzteil auch für die bei uns anliegenden 230V geeignet ist und nicht etwa nur für Regionen mit 120V Netz. Das sollte bei in der EU angebotenen Netzteilen aber die absolute Norm sein. Sind, wie hier „100-240V“ angegeben, ist das Netzteil für alle Regionen, also auch die EU, geeignet.

Weiterhin gibt es die bereits bekannten Ausgangswerte – hier unter OUTPUT – mit der bereits besprochenen Spannungsangabe – hier 24V – und Leistungsangabe – hier 240W. Die Angabe „10A“ beschreibt die Stromstärke von 10 Ampere, die sich immer aus der Berechnung Leistung durch Spannung ergibt. Haben Sie z.B. einmal nur die max. Stromstärke angeben, können Sie sich die Leistung des Netzteils mit der Formel Spannung x Stromstärke schnell selbst berechnen.

Rechts davon haben wir neben einigen Icons, u.a. zu Prüfnormen wie CE noch eine wichtige Angabe, nämlich die IP Schutzart, hier sind es IP65. Diese beschreibt (mit der 2. der beiden Ziffern) den Wasserschutz und alles was >2 ist, darf z.B. auch im Regen eingesetzt werden. In Feuchträumen, wie z.B. Badezimmern gibt es verschiedene Zonen, in denen beispielsweise min. 4 oder gar min. 7 (in der Dusche) gefordert ist. Ein Unterwasser-Einsatz würde min. 8 erfordern. Prüfen Sie hier immer, ob das Netzteil und alle sonstigen Komponenten auch für den Einsatzort geeignet sind.

Oben auf dem Typenschild gibt es noch die Angaben tc und ta. tc ist die schon besprochene max. Gehäusetemperatur. ta ist die max. zulässige Umgebungstemperatur. Hier mit 50°C angegeben. Das Netzteil wäre also z.B. nicht für den direkten Einbau in einer Sauna geeignet, falls Sie derartiges vorhaben.

Exkurs: Irreführende Leistungsangaben


Es gibt eine Reihe Netzteile, bei der die tatsächliche max. Leistung nicht der Typenbezeichnung des Netzteils entspricht. D.h. das Netzteil verspricht in seinem Namen mehr Leistung, als es in Realität liefern kann.

Ein Beispiel ist das MEANWELL HLG-320-12. Die 12 steht bekanntlich für 12 Volt – also ein Netzteil für 12V LED-Streifen geeignet – und nun würde man annehmen, die 320 steht für die Leistung, sprich 320 Watt.

Beim MEANWELL HLG-320-24 – also der Version für 24V LED-Streifen – stimmt das auch. Dieses liefert in der Tat bis zu 320 Watt. Aber das MEANWELL HLG-320-12 schafft nur max. 260 Watt. Fast 20% weniger. Woran liegt das?

Die Hersteller (MEANWELL ist einer der weltweit größten Hersteller von Netzteilen) bauen Netzteile immer in Serien.

Im exakt selben Gehäuse gibt es das Netzteil einer Leistungsstufe dann z.B. für 5V, 12V, 24V, 48V usw. Halbiert sich die Leistung, verdoppelt sich allerdings die Stromstärke. Ein HLG-320-24 muss für die 320 Watt z.B. ca. 13 Ampere Stromstärke liefern können, ein HLG-320-12 aber das Doppelte, sprich 26 Ampere. Für so eine hohe Stromstärke sind die Komponenten im Netzteil aber gar nicht ausgelegt und daher wird hier gedrosselt.

Es betrifft also vor allem die kleineren Spannungen, wie 12V und 5V. Achten Sie hier immer genau auf die Angaben zur Leistung (oder ggf. Stromstärke) und verlassen Sie sich nicht allein auf die Bezeichnungen. Ein LPV-100-5 liefert z.B. auch keine 100 Watt bei 5V, sondern nur 60 Watt bei 5V.

Pfeifen und Summe bei Netzteilen

Ein häufiges Problem beim Einsatz von LED-Streifen und Netzteilen ist die Geräuschentwicklung, oft als hörbares Pfeifen oder Summen des Netzteils.

Geräusche treten i.a.R. nicht auf, wenn die LED-Streifen direkt am Netzteil betrieben werden, sondern wenn LED-Controller ins Spiel kommen. LED-Controller werden zwischen Netzteil und LED-Streifen installiert und erlauben dann das Dimmen, Verändern der Farbe usw. Um die LEDs zu steuern arbeiten die Controller mit einem sehr schnellen Puls-Signal, bei dem die LEDs z.B. 400 oder auch 1.000 mal in der Sekunde ein und aus geschaltet werden.

Dieses Puls-Signal dimmt und steuert die LEDs, aber es erzeugt auch eine Rückwirkung zum Netzteil. Die Spulen, die in jedem Netzteil verbaut sind, können daraufhin mit Summen oder Pfeifen reagieren.

Sehr hochwertige Netzteile, wie z.B. MEANWELL HLG haben hochwertige Spulen verbaut und sind zudem vergossen. Dies verhindert das Summen der Spulen und die Netzteile arbeiten sehr leise.

Günstigere Netzteile mit einfacheren Bauteilen haben hingegen häufiger Geräuschprobleme und können dann z.B. nur außerhalb des Raumes platziert werden.

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