Test / Erfahrungsbericht Lunatone 9453832-HS (16A) CV Dali-Dimmer im REG-Gehäuse

[evolution]

Ich möchte hinzufügen, dass Lunatone in der Entwicklung eines passenden Netzteils für die Hutschiene steckt und von uns Anregungen wünscht.

Bisher 6TE mit 8A angedacht.

Ein REG Gerät das auch unter die Schlitzblende passt? Das wäre ja nahezu sagenhaft.
Oder wird es ein Netzteil werden, das von der Hutschiene mehr als 10cm hoch aufträgt?

[EinAnfaenger]

brooks 1,5V bei welcher Spannung? Bei 12V wäre das schon recht viel, bei 48V nicht so viel

[Voltus]

Ein REG Gerät das auch unter die Schlitzblende passt? Das wäre ja nahezu sagenhaft.
Oder wird es ein Netzteil werden, das von der Hutschiene mehr als 10cm hoch aufträgt?

Hi Frank,
es soll unter die Schlitzblende passen. Ich hoffe das es die 8A, 24V auf 6TE funktionieren. Mal schauen wie der erste Wurf von Lunatone aussieht.

[brooks]

brooks 1,5V bei welcher Spannung? Bei 12V wäre das schon recht viel, bei 48V nicht so viel

bei 24v wobei man sagen muss je weniger desto besser

[concept]

Ist alles OT Freunde! Für das Netzteil bitte neuen Thread aufmachen!!

Und das mit den Spannungsabfällen hatten wir schon 100 Mal... Bitte nicht schon wieder (3% sind ok, egal welche Spannung).

[concept]

Könntest du mal ein Bild zeigen von der Kurvenform bei sehr niedrigen Dimmwerten? Das wäre unter EMV-Gesichtpunkten spannend, denn bei 1µs Pulsen haben wir Spektrum bis weit in den MHz-Bereich.

Ist schon klar, dass - wenn man nur das Einstiegs-Post liest - sich die Werte sehr "digital" anhören und der Eindruck entsteht, dass da sehr schnell geschaltet wird und deshalb ein hochfrequentes Spektrum entsteht. Dem ist aber nicht ganz so... siehe die Oszillogramme im folgenden.

Gegenüber meiner ersten Messungen vom 18.02.17 habe ich jetzt noch eine Stromprobe (mit 5MHz Bandbreite) in die Messung eingeführt. Das letzte Mal hatte ich nur die Ausgangsspannung des Lunatone Dimmers angekuckt. Mit dem Strom ist es natürlich noch mal aussagekräftiger.

Für alle Messungen gilt:
- Kanal 1 = Ausgangsspannung des Dimmers mit 5V/Div
- Kanal 2 = Ausgangsstrom des Dimmers, wobei 100mV/Div entspricht 100mA/Div
- Lunatone Dimmer ist auf logarithmische Kennlinie programmiert
- Last ist ein 6W LED-Stripe, was einem Laststrom von 250mA entspricht

Legende zu den 4 Oszillogrammen unten:

Abb. 1
- hier wurde mal mit 63hex angesteuert, die resultierende Einschaltzeit ist rund 11,9us
- Anmerkung: das Ueberschwingen vom Strom beim Einschalten dürfte von der Kapazität der LED-Zuleitungskabel kommen, deshalb verwende ich auch keine abgeschirmten Kabel für LED's

Abb. 2
- gleiche Ansteuerung wie Abb. 1, gedehnt, die Fallzeit (fall time) beträgt ca 4,3us. Wie man sieht, beginnt der Stromfluss, sobal ein Spannungsabfall über der LED von ca 19V vorhanden ist. Der Strom selbst steigt in ca 1us auf die 250mA, das wird aber auch lastabhängig sein (Einfluss der Zuleitungen etc).

Abb. 3
- Ansteuerung mit 15hex, der Ausgangstransistor erreicht gar nicht mehr die Sättigungsspannung, der Ausgangsstrom erreicht gerade noch knapp die max Stromamplitude von 250mA.

Abb. 4
- Ansteuerung mit 1hex. der Ausgangstransistor erreicht gar nicht mehr die Sättigungsspannung, es wird nur ein kurzer Impulsstrom von ca 50mA während der Einschaltzeit erreicht.

Mein Fazit: Das Frequenzspektrum endet unterhalb der MHz-Grenze, ich schätze das nicht als kritisch ein, aber das hier sind keine EMV-Messungen (und ich bin kein EMV-Spezialist). Aus meiser Sicht hat Lunatone einen guten Wert für das Schaltverhalten gewählt, weil langsamer schalten geht jetzt auch nicht, sonst kann man keine Dimmung bis 0,1% herunter machen. Ausserdem würde langsamer schalten die Schaltverluste erhöhen und das einzige, was man in dem kleinen Gehäuse sicher nicht brauchen kann sind grössere Verluste. Ich denke also, das Ganze passt so recht gut.

Interessant wird es werden, wenn ich den Dimmer mit grösserer Last betreiben kann (wofür er ja gemacht ist). Diese Ergebnisse werde ich nachliefern.

[heckmannju]

Diese Lunatone sind auch die Empfehlung von Voltus für mein Projekt. gerade weil sie so extrem platzsparend sind. Auf einer Hutschiene mit 12TE kann man damit 48!!! Kanäle realisieren und das ohne die ganzen Spezialumbauten wie bei den EldoLED

sagt der Hersteller das sowas geht? Was für Abwärme produzieren die den?

[Voltus]

Wie groß ein Verbund ohne Lücken sein kann, ist eine Frage die wir noch mit Lunatone klären.

[Gast]

Mein Fazit: Das Frequenzspektrum endet unterhalb der MHz-Grenze, ich schätze das nicht als kritisch ein, aber das hier sind keine EMV-Messungen (und ich bin kein EMV-Spezialist). Aus meiser Sicht hat Lunatone einen guten Wert für das Schaltverhalten gewählt, weil langsamer schalten geht jetzt auch nicht, sonst kann man keine Dimmung bis 0,1% herunter machen. Ausserdem würde langsamer schalten die Schaltverluste erhöhen und das einzige, was man in dem kleinen Gehäuse sicher nicht brauchen kann sind grössere Verluste. Ich denke also, das Ganze passt so recht gut.

Heinz, das sehe ich genau so.

Hier ein Versuch, die Kurvenform nachzubauen, um das Spektrum abzuschätzen. Alles weniger dramatisch als die Werte im Eingangspost befürchten liessen!
63hex.PNG

[concept]

Ich habe die Lunatone Dimmer nun wie versprochen mit voller Leistung getestet.

Gleich vorne weg für lesefaule und Technikmuffel: Es funktioniert einwandfrei! Das dürfte im Moment der empfehlenswerteste DALI LED-Treiber auf dem Markt sein!

Damit die technisch Interessierten nachvollziehen können, was getestet wurde, beschreibe ich hier kurz den Testaufbau und die Messergebnisse:

Messaufbau

Als Netzteil wurde ein Meanwell HLG-600H-24B verwendet. Die Ausgangskabel wurden mit sehr kurzen 2,5mm² Litzen an den Dimmer angeschlossen.
Als Last wurde an jedem der 4 Dimmerausgänge je ein 6,8 Ohm / 80W Leistungswiderstand an etwa 50cm langen Drähten angeschlossen. Die Widerstände sind drahtgewickelt und „simulieren“ also gleich noch ein paar Meter Kabellänge zu den LED’s in einer echten Anwendung. Der Ausgangsstrom ist ca 3,5A pro Ausgang, also 88% der Maximallast von 4A.

Am Ausgang 1 ist parallel zum Widerstand noch ein kurzer LED-Stripe angeschlossen. Somit kann das Dimmergebnis auch visuell kontrolliert werden.
Mit DMM und Oszilloskop werden Ausgangsspannungen und –Ströme (letztere mit einer 5Mhz Stromprobe) kontrolliert.

Alle 4 Kanäle des Lunatone Dimmers wurden auf linear programmiert, somit ist das Taktverhältnis der PWM am Ausgang proportional mit dem von der ETS gesendeten Steuersignal. Alle 4 Ausgänge werden mit derselben GA (Dimmwert absolut) angesteuert.

Der Boden des Lunatone-Dimmers ist als Deckel ausgeführt, in Abb. 5 sieht man von unten in den geöffneten Dimmer hinein, zu sehen ist eine Leiterplatte, welche praktisch an einer Seitenwand liegt. In den Boden wurde ein kleines Loch gebohrt und da ein Temperatursensor hineingesteckt, welcher die Lufttemperatur im Innern des Dimmers misst, welche mit einem Datenlogger aufgezeichnet wird.

Mit einem IR-Punkt-Thermometer sowie einer Wärmebildkamera werden die (Gehäuse-) Temperaturen gemessen und überwacht.
Nach sorgfältiger Überprüfung des Aufbaus und aller Betriebsparameter (verschiedene Dimmbereiche etc) erfolgt die eigentliche Messung unter Volllast.

Messergebnisse

Für die Messung wurden alle 4 Kanäle des Dimmer mit dem Dimmwert 250hex angesteuert. Damit ist die PWM zu 98% auf ON.

Bei Dimmwerten gegen 255 sind die Ausgangstransistoren immer leitend, man hätte keine Kontrolle ob die Ausgänge noch takten (oder schon durchlegiert sind). Statt die letzten 2 Prozent Leitverluste können mit der oben erwähnten Ansteuerung gleich noch die Schaltverluste mitbestimmt werden.

In Abb. 6 Zeigt Ausgangsspannung, -Strom von Kanal 1 in Abb. 7 sind zusätzlich noch die Schaltverluste enthalten, die Bilder ist gezoomt auf den kurzen Ausschaltimpuls.

Kanal 1 = Ausgangsspannung mit 10V/Div
Kanal 2 = Ausgangsstrom, wobei 1V/Div entspricht 1A/Div
Math Kanal A = Schaltverluste, 10V²/Div entspricht 10W/Div.

Erwartungsgemäss sind aufgrund der leicht induktiven Last die Ausschaltverluste grösser als die Einschaltverluste. Die Schaltverluste betragen näherungsweise 241uW pro Periode; insgesamt entstehen hier etwa 0,12W Schaltverluste pro Kanal und 0,48W in Summe für alle 4 Kanäle.

In Abb. 8. Ist die Temperatur im Innern des Dimmers aufgezeichnet. Man erkennt, wie die Temperatur stetig steigt bis etwa zur Messung 1200 (Alle 5 Sek eine Messung, dh auch nach über 1,5 Stunden). Die Lastwiderstände, welche etwa 40cm weg vom Dimmer sind, haben eine Oberflächentemperatur von ca 350°C (da leicht überlastet). Deren Wärmestrahlung trifft auch den Lunatone-Dimmer. Als dann eine Trennwand aus Styropor dazwischen gestellt wurde, ist die Gehäuse-Innentemperatur auf ca 36.5°C gefallen und da auch bis zum Messende nach über 4 Stunden stabil geblieben (Raumtemperatur ca 25°C).

Diese Temperatur kann man auch auf der einen Aussenseite des Gehäuses messen, welche von der Leiterplatte abgewandt ist. Auf der anderen Seite – also der Seite wo innen die Leiterplatte anliegt) ist die Oberflächentemperatur punktuell rund 10°C höher, siehe Abb. 9. Das wird die Stelle sein, wo die Ausgangstransistoren platziert sind.

Ein weiterer Hotspot wurde an der Plus-Abgangsklemme zur Last lokalisiert, hier fliesst aber auch der Summenstrom aller 4 Ausgänge darüber, siehe Abb. 10

Letztlich wurden alle 4 Kanäle noch mit 255hex angesteuert, um einen dauernden Ein-Zustand zu erreichen. So konnte ein Spannungsabfall an den Ausgangsklemmen gegen den Eingangs-Minusklemme von ca 65mV gemessen werden. Die daraus berechneten Leitverluste belaufen sich in Summe auf 0,91W für alle 4 Kanäle zusammen. Um solch geringe Spannungsabfälle zu erreichen müssen MOSFETS’s mit einem R_DS(on) von <18 Milliohm verwendet werden (Widerstände der Klemmen und Leiterbahnen ausser Acht gelassen).

Die gemessene Leerlaufstromaufnahme des Dimmers beträgt übrigens 12mA was 0.288W Standby-Verlusten entspricht.

Gesamtverlustleistung bei dieser Messung: 0,48W Schaltverluste und 0,91W Leitverluste = total 1,4W (bei 4x 3,5A Last).

Der Dimmer schaltet die Kanäle 1 und 3 gleichzeitig, die Kanäle 2 und 4 aber um eine halbe Periodendauer versetzt. Dies reduziert die Rippelstrombelastung, vorteilhaft für den ganzen Aufbau und speziell die Ausgangskondensatoren im Netzgerät (ein Versatz von je einem Viertel der Periodendauer für alle Kanäle wäre diesbezüglich noch besser).

Fazit der Messung: Trotz der extrem kleinen Baugrösse meistert der Lunatone Dimmer Lasten mit bis zu 16A (Summenstrom aller 4 Ausgänge) hervorragend und mit minimalsten Verlusten und überschaubarer Wärmeentwicklung.

Da ein einzelner Ausgang auch mit bis zu 8A belastet werden darf, eignet sich der Dimmer auch hervorragend für RGBW-Stripes, bei denen der Weisskanal die Hälfte (oder mehr) der Gesamtleistung des Stripes aufnimmt. Genauso können aber unterschiedlich grosse Leuchtengruppen (zB mit 24V Spots) ideal angesteuert werden.

Die kleine Bauform mit DIN-Schienen-Befestigung kombiniert mit vernünftigen 2,5mm² Schraubklemmen, der Verzicht auf – wie bei eldoLED notwendige - Kühlkörper und das perfekte Dimmverhalten bei einer vorteilhaften Preisgestaltung machen das oben erwähnte Mitbewerberprodukt zum Auslaufmodell (und nein, ich arbeite nicht für Lunatone und eine Provision wurde auch nicht vereinbart ;-))

Einziger Kritikpunkt: Das Datenblatt dürfte etwas gehaltvoller sein...

PS: Ich habe gerade einen Verteiler im Bau, da werden nun die eldoLED’s rausgeschmissen und durch Lunatone ersetzt.

Weitere Randbemerkungen

Die Meanwell HLG-Netzgeräte haben übrigens eine „no load power consumption“ von 3-5W gemäss Angaben des Meanwell-Vertriebs (steht nicht im Datenblatt). Es lohnt sich also, diese bei Nichtgebrauch abzuschalten, damit sich dann auch gleich die Standby-Verluste des Lunatone Dimmers auch weg.

Nach Rückfrage beim Lunatone-Support (welcher übrigens sensationell schnell geantwortet hat), sind die Ausgänge nicht geschützt gegen Überlast oder Kurzschluss. Lunatone empfiehlt Sicherungen (O-Zitat: „bei entsprechender Verdrahtung kann Eingangsseitig mit 16A abgesichert werden, wenn nicht schon im Netzteil vorgesehen. Sind die Leitungen zu den Leuchtmitteln nicht für 16A ausgelegt, muss ausgangsseitig entsprechend abgesichert werden.“). Obligatorische Anmerkung dazu von mir: Sicherungen sind als Leitungsschutz zu verstehen, ein zuverlässiger Schutz der Elektronik kann dadurch nicht gewährleistet werden.

Der Dimmer hat aber gemäss Herstellerauskunft einen thermischen Schutz, welcher bei etwa 100°C anspricht. Bei Schaltschranktemperaturen unter 45°C ist kein Abstand zwischen den Dimmern notwendig, bei Umgebungstemperaturen über 45°C empfiehlt Lunatone einen Abstand von 5mm zwischen den Dimmern (ich persönlich werde ca ½ TE = 9mm machen).

[evolution]

Hehe, da hatte einer Spass beim Testen... das sieht man gleich!

[concept]

Hehe, da hatte einer Spass beim Testen... das sieht man gleich!

Frank, ich hab das nur für Dich gemacht, damit Du was lernst

Nee, im Ernst jetzt:

1) das Ding ist neu und total ungetestet wollte ich das nicht einsetzen
2) Wenn ich nur schreibe "es geht wunderbar" kann niemand nachvollziehen, was getestet wurde
3) So kann ich dem Forum was geben, denn CV Dimming geniesst ja einen hohen Stellenwert!
4) Wenn das Ergebnis dann so gut ist wie in diesem Fall, hat sich auch die ganze Arbeit gelohnt

[Gast]

Vielen Dank für den hervorragenden Test, Heinz!

Einziger Kritikpunkt: Das Datenblatt dürfte etwas gehaltvoller sein...

Einen Kritikpunkt (zum Dimmer, nicht zum Test) hätte ich: "gemessene PWM Frequenz: 487,89Hz"
Nachdem hier die 600Hz/1000Hz des MDT gelegentlich als zu niedrig kritisiert wurden (wg. Stroboskopeffekt und nicht kameratauglich usw.) sollte man das zumindest erwähnen. Persönlich habe ich kein Problem mit den 600Hz des MDT.

[ralfs1969]

@concept
Vielen Dank für deinen super aufschlussreichen Test

[concept]

Vielen Dank für den hervorragenden Test, Heinz!

Einen Kritikpunkt (zum Dimmer, nicht zum Test) hätte ich: "gemessene PWM Frequenz: 487,89Hz"
Nachdem hier die 600Hz/1000Hz des MDT gelegentlich als zu niedrig kritisiert wurden (wg. Stroboskopeffekt und nicht kameratauglich usw.) sollte man das zumindest erwähnen. Persönlich habe ich kein Problem mit den 600Hz des MDT.

OK, das werde ich als Anregung an den Hersteller weiter geben: Wäre toll wenn die PWM-Frequenz irgendwie (am besten für den Enduser mit der DALI-Maus) programmierbar wäre. Inwieweit das mit dem DALI-Standard machbar ist, kann ich nicht beurteilen.