Messung DALI EVG Tridonic LCAI 20W 350mA-900mA ECO C

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Anmerkung: Das Oszilloskop hat eine Analogbandbreite von 200MHz und die Stromprobe2 100MHz, also darüber kann nichts sinnvolles mehr gemessen werden. Ist halt kein Spektrumanalysator...

Habe in Post #7 noch die Bandbreite der Stromprobe ergänzt.

[Gast1961]

Und da die Treiber für die Plazierung hinter jedem Spot vorgesehen sind, sind diese Treiber gezielt auf kurze Leitungslängen ausgelegt. Bei Tridonc als Tochter des Zumtobel-Konzerns und somit ein Big Player vermute ich, dass die Jungs die geforderten EMV-Vorschriften einhalten

Hallo Heinz,

davon gehe ich auch aus, das wird im Rahmen der Grenzwerte sein wenn man es bestimmungsgemäß verwendet. Es wäre die Kombination aus hohen Frequenzen und langen Leitungen, die für Abstrahlung sorgt.

Im Vergleich zur 24V-Technik haben wir hier tatsächlich deutlich höhere Frequenzen am Ausgang, mit durchaus hoher Amplitude. Wir hatten kürzlich diskutiert, ob das so ist, und dein Test hat es zumindest für dieses EVG bestätigt.

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Es wäre die Kombination aus hohen Frequenzen und langen Leitungen, die für Abstrahlung sorgt.

Da bin ich bei Dir. Ich habe bei mir auch oft das nächstgrössere Tridonic EVG mit 35W im Einsatz, mit welchem ich dann jeweils 2 seriegeschaltete Spots versorge. Wobei ich darauf geachtet habe, dass die Kabel nicht länger als 1-2m sind (und wo die Abstände grösser als 2m wären, sind dann auch Einzel-EVG's im Einsatz). Und da die Rohre im Beton eingegossen sind, schirmt dieser auch noch was ab.

Wir hatten kürzlich diskutiert, ob das so ist, und dein Test hat es zumindest für dieses EVG bestätigt.

All diese Diskussionen haben mich auch für diese Messungen getriggert. Ich wollte einfach wissen, was Sache ist. Auch betreffend der neueren EVG's mit Amplitudendimmung, welche ich mir als nächstes vornehme.

[DerKilian]

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Abb. 4 Ausgangsspannung (CH1=gelb) und Strom (CH2=pink) bei 25% Ansteuerung
Man erkennt, dass die HF-getaktete Stromquelle mit 489Hz PWM ein- und ausgeschaltet wird.

In der Tat, eine interessante Messung!
Drei Anmerkungen hierzu:
1) Wie schon von dir selbst geschrieben, liegt nun eine PWM-Steuerung vor. Die Stromregelung wird ein- und ausgeschaltet. Damit wird die Helligkeit der LED mit 489Hz moduliert, was im Ergebnis nicht anderes als eine spannungsgesteuerte PWM mit 489Hz ist, bei die Spannung entlang der ziemlich ungnädigen Strom/Spannungs-Kennlinie so eingestellt ist, dass der der Strom entsprechend niedrig ist. Nach IEEE P1789 wäre eine PWM-Frequenz von oberhalb 1250Hz "besser" gewesen. In den von dir aufgenommen FFTs müßten daher eine Reihe von Harmonischen zu 489Hz auftreten.

2) Zu dem "Klingeln" beim Ausschalten eine These: Dies fällt mit einem sich stark ändernden dV/dt, also einem hohen d2V/dt2 zusammen an der LED zusammen. Elektrotechnisch bedeutet das (denke ich), dass sich dort der differenzielle Widerstand der LED zeitlich stark ändert und dadurch es zur Anregung von Schwingungen mit parasitären Induktivitäten und Kapazitäten kommt (soweit ich erkennen kann, ist der Strom noch nicht Null, wenn das Klingeln beginnt). In etwa so, wie wenn in einem Reihenschwingkreis der Widerstand sich mit einer Frequenz ändert die nahe der Resonanzfrequenz des Schwingkreises liegt. Aus der Systemtheorie kenne ich hier den Begriff der "parametrischen Schwingungen".

3) Ich erkenne eine Modulation des Stromes mit lediglich 26kHz. Einfach durch abzählen: 13 Perioden des Stromes auf 500µs macht eine Frequenz von 1/(500µs/13) = 26kHz. Wer von uns beiden vertut sich hier um den Faktor 10?

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soweit ich erkennen kann, ist der Strom noch nicht Null, wenn das Klingeln beginnt

Wer von uns beiden vertut sich hier um den Faktor 10?

Ich habe gerade einen anderen Treiber im Testaufbau, aber ich schaue mir die beiden Punkte später nochmal an und melde mich dazu.

[uzi10]

mit welchen Mess Shunt oder Wandler messt ihr den Strom? oder nur mit einen Widerstand in Serie?

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mit welchen Mess Shunt oder Wandler messt ihr den Strom? oder nur mit einen Widerstand in Serie?

Ich habe eine Teledyne LeCroy CP031A Stromprobe, guckst Du hier

Damit lassen sich ohne galvanische Verbindung mit dem gemessenen Kreis Ströme von weingen mA bis 30Adc oder 50A peak messen und das im Frequenbereich DC-100MHz

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In der Tat, eine interessante Messung!
Drei Anmerkungen hierzu...

Ich habe den Treiber also nochmal in den Messaufbau gesteckt und versucht, Deine Fragen zu klären.

Was mir jetzt erst aufgefallen ist, dass die Messung in Abb. 4 oben nur mit einer Samplerate von 125kS/s aufgenommen sind. Da habe ich wohl nicht genügend aufgepasst und schon bewahrheitet sich das alte Sprichwort: "wer misst, misst Mist!"

Ich habe nun die Messungen mit wesentlich höherer Samplerate gemessen, hier mit 2,5GS/s.

Die Messungen sind wieder mit 25% Ansteuerung.

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Abb. 9 Noch mal das Uebersichtsbild mit der PWM, aber mit höherer Samplerate aufgenommen

soweit ich erkennen kann, ist der Strom noch nicht Null, wenn das Klingeln beginnt

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Abb. 10 Was auffällt, ist dass wir jetzt nicht mehr das konische "klingeln" sehen in den Taktlücken der PWM, sonmdern ein Sinusfürmiges Ausschwingen. Dieses setzt ein, nachdem der Strom auf Null abgefallen ist. Gemessene Taktfrequenz ist 268kHz.

Was weiter auffällt, ist dass der Strom jetzt etwas spitzer aussieht, so irgenwas zwischen Dreieck und Sinus. Da war vorher einfach die Sample-Rate zu gering, um das richtig darzustellen.


LeCroy--00062.png
Abb. 11 Wie Abb 10, aber Cursor auf das ausschwingen. Wir sehen hier 298kHz

In den von dir aufgenommen FFTs müßten daher eine Reihe von Harmonischen zu 489Hz auftreten

Ich glaube, ich habe das bei 100% Ansteuerung gemessen, da gibt es keine PWM

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Abb. 12 Und hier nochmal eine neue FFT bei 100% Ansteuerung (also keine PWM).
Man erkennt Taktrequenz Grundwelle bei 280kHz und 1. Harmonische bei 550kHz etc.

Ich habe auch ein FFT bei 25% Ansteuerung versucht, aber bei so tiefen Harmonischen (einige hundert Hertz) zeigt die FFT nichts verwertbares an. Da das nur für Flicker und nicht für HF-Störungen von Relevanz ist, lohnt es sich kaum, da weiter zu suchen.

ch erkenne eine Modulation des Stromes mit lediglich 26kHz. Einfach durch abzählen: 13 Perioden des Stromes auf 500µs macht eine Frequenz von 1/(500µs/13) = 26kHz. Wer von uns beiden vertut sich hier um den Faktor 10?

Das war eine falsche Darstellung auf dem Bildschirm, also ein Alaising-Effekt verursacht durch die zu tiefe Samplerate.

[uzi10]

Ich habe eine Teledyne LeCroy CP031A Stromprobe, guckst Du hier

Damit lassen sich ohne galvanische Verbindung mit dem gemessenen Kreis Ströme von weingen mA bis 30Adc oder 50A peak messen und das im Frequenbereich DC-100MHz

Gut das Ding ist ja preislich weit weg von gut und böse .. so viel Geld hab ich nicht... gibts da was preiswertes haha?

[Gast1961]

gibts da was preiswertes haha?

Man kann hier auch einen 1 Ohm Widerstand in Serie schalten und die Spannung über dem Widerstand messen.

[DerKilian]

Abb. 10 Was auffällt, ist dass wir jetzt nicht mehr das konische "klingeln" sehen in den Taktlücken der PWM, sonmdern ein Sinusfürmiges Ausschwingen. Dieses setzt ein, nachdem der Strom auf Null abgefallen ist. Gemessene Taktfrequenz ist 268kHz.

Danke für die Messungen. Und nun bin ich ratlos. Ich fürchte, dass man (jedenfalls ich) nun nicht weiterkommt, wenn man nicht die interne Beschaltung kennt. Aber ist ja auch nicht schlimm, oder? Keine Spannungsspitzen oder so, was aus anderen Gründen nicht so schön wäre ... also, sich wundern, und dann denken: ist ja eigentlich auch egal 😉 (für die LED, für den Baum der Erkenntnis weniger)

Was weiter auffällt, ist dass der Strom jetzt etwas spitzer aussieht, so irgenwas zwischen Dreieck und Sinus. Da war vorher einfach die Sample-Rate zu gering, um das richtig darzustellen.

Für mich passt das. Vereinfacht: Intern wird eine kleine Induktivität erst mit der mit einer internen Gleichspannung in Reihe mit der LED geschaltet, und der Strom baut sich gemäß di/ft = L/U auf, wobei L die Induktivität ist und U die Spannung über ihr (also der internen Gleichspannung und der Spannung der LED). Danach wird die Induktivität von der Gleichspannung per Halbleiterschalter getrennt und über eine Freilaufdiode parallel zur LED geschaltet (der Strom soll ja weiterfließen), und dann ist U = -ULed, und dann fällt der Strom mit di/dt = -ULed/L. Und dann beginnt es wieder von vorne.

Ich habe auch ein FFT bei 25% Ansteuerung versucht, aber bei so tiefen Harmonischen (einige hundert Hertz) zeigt die FFT nichts verwertbares an. Da das nur für Flicker und nicht für HF-Störungen von Relevanz ist, lohnt es sich kaum, da weiter zu suchen.

Die Tücken der FFT. Die Messzeit ist vermutlich nicht lang genug. Du müsstest mehrere PWM Taktungen in die Messung mit einbeziehen. Also bei knapp 500Hz PWM würde ich mal sagen mindestens 20ms, oder gar 100ms Messzeit. Sample Rate ist dann nicht mehr so wichtig. Was dann rauskommen müsste ist ein mit 1/n fallenden Harmonischen, nur die ungeraden ... naja, die Fourierreihe eines Rechtecks eben... mit der PWM-Frequenz als Grundschwingung. Also Peaks bei 500Hz, 1500Hz, 2500Hz usw (ich habe mal der einfachheithalber auf 500Hz "aufgrundet")

Das war eine falsche Darstellung auf dem Bildschirm, also ein Alaising-Effekt verursacht durch die zu tiefe Samplerate.

Ich schliesse mich deiner eingangs gemachten Erklärung an 😁

[DerKilian]

Man kann hier auch einen 1 Ohm Widerstand in Serie schalten und die Spannung über dem Widerstand messen.

Das Mittel der Wahl! Irgendwo da. 10Ohm sind sicherlich zu viel (3.5V bei 350mA ist doch schon reichlich gegenüber der LED-Spannung), 0.1Ohm macht fitzlige 35mV bei 100% Last, und bei 10% dürfte langsam das Rauschen überhand nehmen.

@Uzi10: Falls du die Messung machst, teile uns bitte den Widerstand mit. Dann kann das jeder für sich umrechnen, so "I = U/R"-mäßig

[concept]

Gut das Ding ist ja preislich weit weg von gut und böse

Und passt auch nur für die Oszillokope des einen Herstellers. Wobei andere Hersteller die selbe Probe mit ihrem eigenen Interface haben.

gibts da was preiswertes haha?

Ja, einen Shunt (Messwiderstand) wie Volker schon schrieb, ist die billigste Variante. Da ich die Stromprobe aber schon da habe, benutze ich sie auch.

Eine preiswertere Stromprobe Stromprobe ist beispielsweise die Aim TTi Iprober 520, das Ding habe ich auch und kann es druchaus empfehlen. Der Clou an dem Ding ist, dass man Ströme in Leiterbahnen messen kann und mit einem mitgelieferten Clip wird es zur Stromprobe für Drähte/Litzen. Betreffend Bandbreite und Genauigkeit kommt es aber bei weitem nicht an die CP031A heran.

Das Mittel der Wahl! Irgendwo da. 10Ohm sind sicherlich zu viel (3.5V bei 350mA ist doch schon reichlich gegenüber der LED-Spannung), 0.1Ohm macht fitzlige 35mV bei 100% Last, und bei 10% dürfte langsam das Rauschen überhand nehmen.

Da hat die Stromprobe, bei der ich die Skalierung am Oszilloskop wählen kann, schon praktische Vorteile. Bei 1 Ohm und 1% Ansteuerung wären dann mikrige 3,5mV über dem Messwiderstand. Und mit der Stromprobe habe ich (praktisch) keinen Spannungsabfall bei kleinen wie auch bei grossen Strömen.

[uzi10]

das glaub ich dir schon, dass das ding echt was kann für den Preis und für die perfektes Messungen, die du für uns machst, ist das noch mehr unbezahlbar .
Bin schon am überlegen, ob ich meins zurückschick und mir dafür ein Rigol oder Hanmatek zuleg. Brauch zwar derzeit nicht oft ein Oszi, aber wenn das solls auch was können

[concept]

ist ja eigentlich auch egal 😉 (für die LED, für den Baum der Erkenntnis weniger)

Mir geht es auch vor allem und die praktische Anwendung. Soll auch keine Doktorarbeit oder Reengineering werden...

Strom baut sich gemäß di/ft = L/U auf,

Ich war sehr lange in der Leistungselektronik tätig, du hast das aber sicher für das breite Forum geschrieben

Die Tücken der FFT. Die Messzeit ist vermutlich nicht lang genug. Du müsstest mehrere PWM Taktungen in die Messung mit einbeziehen.

Hab ich alles versucht, bis ein paar Duzend PWM Zyklen... kam bei der FFT nichts heraus was die PWM und deren Oberwellen betrifft.