Duży prąd startowy zewnętrznych LED 12-24VAC/DC E27 2W, zasilacz 12VDC 54W z czujnikiem zmierzchu

Mam dwa zewnętrzne obwody latarenek ze źródłem światła LED 12-24VAC/DC E27 o mocy 2W.
Każdy obwód to 4 latarenki połączone kablem ziemnym 1,5 mm² o długości ok 20 m.
Zasilane jest to zasilaczem impulsowym 12VDC o mocy 54W. Zasilaczem steruje czujnik zmierzchowy.

Problem pojawia się przy włączaniu tych obwodów. Latarnie początkowo świecą bardzo słabo, by potem zacząć migać a nawet błyskać.
Po ok 30 sek. wszystko się stabilizuje i tak pozostaje do wyłączenia.

Zmierzyłem miernikiem cęgowym prąd, który pojawia się przy starcie i jest to granica pracy zasilacza czyli 5A, by po tych 30 sek. zejść do 1,3A.
Sprawdziłem każdego LEDa podłączając pod zasilacz lab. i każda była stabilna już od początku (max 0,16A). Sprawdzałem zimne z zewnątrz jak i w temp. pokojowej.

Problem nie występuję gdy odłączę jeden z obwodów, choć nadal prąd jest na starcie wysoki (ale proporcjonalnie, ok 2,5 A).

Wydaję się, że jednym z rozwiązań jest opóźnienie załączania drugiego obwodu, przy użyciu, na przykład, modułu z NE555 i przekaźnikiem 12V. Czy są lepsze rozwiązania, jakiś moduł dedykowanego soft startu?

Czemu te źrodła światła tak się zachowują przy starcie? Chodzi o jakiś rodzaj wzbudzania? Spadek napięcia na długości kabla? Czy to po prostu taka ich natura? Czemu ten problem nie występuje przy pojedynczych LEDach?

Włącz szeregowo żarówkę samochodową, ograniczy prąd a póżniej praktycznie nie będzie wpływała na jasność świecenia.

TO raczej kwestia zasilacza. Gdy osiąga kres wydajności prądowej zaczynają działać jego zabezpieczenia. I masz takie wizualne efekty. Pomysł z żarówką bardzo dobry. Trzeba użyć żarówki od świateł drogowych, oczywiście tradycyjnej.

Dzięki Panowie za odpowiedzi.
Czy zamiast żarówki można zastosować odpowiednio dobrany rezystor?
Czy chodzi właśnie o nieliniowość rezystancji żarówki?
Pytam, bo trochę głupio w rozdzielnicy trzymać podłączoną żarówkę drogową A tak serio chodzi o miejsce a właściwie jego deficyt.

tmsx napisał:

Czy chodzi właśnie o nieliniowość rezystancji żarówki?

Właśnie tak.
Możesz spróbować z termistorem PTC. Ale po pierwsze nie wiem jak z dostępnością małych wartości, a po drugie będzie on się trochę grzał. Musi mieć trochę miejsca.
Innym rozwiązaniem jest "mocniejszy" zasilacz.

Rozumiem.
A dostępne w handlu moduły NE555 z przekaźnikiem 12VDC?
Widziałem, że jest możliwość płynnego opóźnienia do 200s, styki do 10A. Drugi obwód załączałby się w momencie jak pierwszy by się już ustabilizował.
Małe to to, w termokurczkę dało by się pewnie opakować, grzać się to się nie będzie.
Co myślisz?

Też można. Skoro tak wolisz

Dziękuję za odpowiedzi. Spróbuję więc z NE555.

tmsx napisał:

Problem pojawia się przy włączaniu tych obwodów. Latarnie początkowo świecą bardzo słabo, by potem zacząć migać a nawet błyskać.
Po ok 30 sek. wszystko się stabilizuje i tak pozostaje do wyłączenia.

tmsx napisał:

Czemu te źrodła światła tak się zachowują przy starcie? Chodzi o jakiś rodzaj wzbudzania? Spadek napięcia na długości kabla? Czy to po prostu taka ich natura? Czemu ten problem nie występuje przy pojedynczych LEDach?

Tu się nakłada kilka czynników, które łącznie mogą powodować ten problem.

Pierwsza sprawa te żarówki ledowe. Praktycznie jest pewne że są w nich przetwornice impulsowe stabilizujące zasilanie elementów świecących (wartość prądu, ale można przyjąć że moc). I można powiedzieć, robią to z dużą determinacją. Czyli jeśli mają dawać np. te 2W na LEDy, to jeśli napięcie ich zasilania obniża się to biorą po prostu większy prąd z zasilania.
Tu u Ciebie dodatkowo widzę że te "żarówki" to filamenty czyli przetwornica będzie najprawdopodobniej typu step-up. A w ich przypadku jest dodatkowy problem że potrafią już zacząć pracować przy sporo niższym napięciu niż nominalne dla danej żarówki. Ale pracują tak by za wszelką cenę utrzymać stabilizowaną moc na swoim wyjściu zwiększając pobierany prąd ile się da. I stąd właśnie te duże prądy, które widzisz.
Ale te spore prądu to konsekwencja pracy przetwornic przy jakimś dużo niższym niż okolice 12V napięciu. Żadnych innych przyczyn takiego "prądu rozruchowego" tu nie ma, bo to nie klasyczne żarówki.

Sam kiedyś ucieszyłem się że tego typu żarówka (12-24V. step-up) zaświeciła mi z zasilacza 5V i to z pełną jasnością. Ale długo się tym nie cieszyłem bo okazało się że wtedy przetwornica w kilka sekund robi się wściekle gorąca i zaczyna działać jej zabezpieczenie termiczne.
Twoje żarówki mogą zachowywać się podobnie. Producent najprawdopodobniej nie dołożył blokady pracy przetwornicy przy zdecydowanie niskim napięciu. Ale z tym nic nie zrobisz.


Druga sprawa to zasilacz a ściślej jego cecha LPS. W zasadzie to dobrze że jest LPS. Ale w dużym skrócie mówiąc, spełnianie normy LPS oznacza rygorystyczne zachowanie limitu mocy i prądu wyjściowego. I scenariusz prawdopodobny jest taki że włączony do sieci zasilacz, podnosi z jakąś tam szybkością napięcie na swoim wyjściu od zera i w pewnej chwili przechodzi przez strefę napięcia kiedy przetwornice w żarówkach już pracują i przejściowo biorą te duże prądy. Sumarycznie większe niż limit prądowy zasilacza. I wtedy zasilacz redukuje napięcie, przetwornice zwiększają swój prąd i zaczyna się dyskoteka.

Trzecim czynnikiem jest oporność przewodów. W zasadzie czynnik byłby do pominięcia, bo stosujesz lampy ze stabilizacją i opór linii nie jest tak krytyczny jak w przypadku np. taśm ledowych. Ale jeśli metr przewodu 1,5mm2 posiada oporność minimum 12mΩ (jedna żyła), to na 20 metrach, plus jeszcze spadki na łączówkach itp. robi się już pół oma. A to już w świetle wyżej wymienionych czynników może mieć znaczący udział w Twoim problemie. Jeśli piszesz o prądach w okolicy kilku amperów to już spadki napięcia na połączeniach robią się w okolicach woltów, co przy 12V jest znaczące.


Czyli już choćby z własności przetwornic tych żarówek, zdecydowanie odradzałbym dokładanie w szereg jakiś oporności bo efekt może okazać się odwrotny od oczekiwanego. Siądzie napięcie na wejściach przetwornic to wezmą większy prąd. Większy prąd to niższe napięcie i tak w kółko.

Dlatego uważam że w tej złożonej sytuacji, gdzie wszystko jest dobre ale razem nie działa a nie masz możliwości ingerencji w poszczególne czynniki, ten Twój pomysł z opóźnionym załączeniem połowy lamp, będzie najlepszy. Tym bardziej że masz zrobione próby.

Na wstępie dziękuję za wyczerpującą odpowiedź.

rb401 napisał:

A to już w świetle wyżej wymienionych czynników może mieć znaczący udział w Twoim problemie. Jeśli piszesz o prądach w okolicy kilku amperów to już spadki napięcia na połączeniach robią się w okolicach woltów, co przy 12V jest znaczące.

Zmierzyłem napięcie na końcach obu linii i źle nie jest, bo przy zasilaniu 12,3V mamy 11,8V i 11,9V.
Ponieważ zasilacz ma niewielką regulację napięcia, ustawiłem na wyjściu wartość maksymalną czyli 13.4V. Już nie mierzyłem ponownie, ale można założyć, że >=12V pojawi się na końcach. Poprawy żadnej to oczywiście nie przyniosło.

rb401 napisał:

Dlatego uważam że w tej złożonej sytuacji, gdzie wszystko jest dobre ale razem nie działa a nie masz możliwości ingerencji w poszczególne czynniki, ten Twój pomysł z opóźnionym załączeniem połowy lamp, będzie najlepszy. Tym bardziej że masz zrobione próby.

Dzisiaj będę działał w tym temacie i postaram się podzielić efektami.

Czy taka sama liczba LEDow podlaczona pod zasilacz labolatoryjny zachowuje sie tak samo jak z tym zasilaczem 12VDC 54W?
Napisales wczesniej ze LEDY podlaczone pojedynczo zachowuja sie normalnie od poczatku, czy sprawdzales to dla wszystkich?

Nie mam/miałem możliwości by mierzyć je w obwodach zasilanych tym zasilaczem laboratoryjnym.

Przyszło mi do głowy, że albo ten prosty amperomierz w zasilaczu lab. nie mierzy dokładnie prądu i jego zmiany w przeciwieństwie do miernika cęgowego, którego używałem przy pomiarach podczas pracy ledów w obwodach (True RMS i inne bajery).
Albo po prostu te ledy (a konkretnie ich przetwornice) na siebie w jakiś sposób wpływają. Niestety, im wyższa częstotliwość, tym mniejsza moja wiedza.

Wstaw zasilacz oparty na transformatorze toroidalnym 230/12V i ewentualnie mostek greatz i kondensatory, aby złagodzić pulsowanie.

Lub daj zasilacz impulsowy 24V.

Innym sposobem, ale to już sztuka dla sztuki to kondensatory na liniach

Jeszcze co mi do głowy przychodzi to podłącz to pod zasilacz od komputera ATX, pod linię 12V

A ten czujnik zmierzchowy to na przekaźniku czy triaku?

1. Ten zasilacz jest nowy i od początku są te problemy, czy nastąpiła jakaś dysfunkcja po przykładowym roku użytkowania?
2. Przed rozpoczęciem przebudów istniejącego układu, zalecam sprawdzić sprawność i zarazem wydajność posiadanego zasilacza. Nawet nowe urządzenia potrafią mieć wady. W warunkach amatorskich można posłużyć się kilkoma żarówkami samochodowymi lub innymi o stosownych napięciu i poborze prądu.

lukiiiii napisał:

Jeszcze co mi do głowy przychodzi to podłącz to pod zasilacz od komputera ATX, pod linię 12V

To jest rozdzielnica z ograniczonym mocno miejscem, rozwiązania oparte o zasilacze inne niż max 3 modułowe się nie zmieści.

lukiiiii napisał:

A ten czujnik zmierzchowy to na przekaźniku czy triaku?

https://www.fif.com.pl/pl/automaty-zmierzchowe/14-automat-zmierzchowy-az-b-230-v.html

Mateusz_konstruktor napisał:

1. Ten zasilacz jest nowy i od początku są te problemy, czy nastąpiła jakaś dysfunkcja po przykładowym roku użytkowania?

Nowy. Poprzedni też był nowy, tego samego producenta tylko o wydajności 24W. Wtedy głupi ja liczyłem 8 LED x 2W = 16W czyli 30% przewymiarowania starczy. Zachowywał się identycznie jak ten 54W, tyle że LEDy się finalnie nie stabilizowały. Co ciekawe, 24W dawał spokojnie radę z 4 LEDami i dołączanymi po ok. 30 sek kolejnymi 4.

Według mnie trzeba sprawdzić też poprawność działania tego automatu zmierzchowego.
Jesteś w stanie, w bezpieczny sposób, podłączyć na próbę tenże zasilacz oświetlenia ledowego bezpośrednio i wtedy ocenić jego działanie?

tmsx napisał:

Mam dwa zewnętrzne obwody latarenek ze źródłem światła LED 12-24VAC/DC E27 o mocy 2W.

Wg mnie najlepiej jest wstawić zasilacz 24V. Obwód pozostanie możliwie najprostszy: źródło zasilania i odbiorniki. Zwiększając napięcie do 24V zmniejszysz prądy a przez to obniżą się straty w przewodach.
Jeśli kiedyś zechcesz rozbudować obwód, pozostanie Ci też zapas mocy.
Dodatkowy przekaźnik opóźniający tylko skomplikuje ten prosty obwód.

ssllaawweekk napisał:

Wg mnie najlepiej jest wstawić zasilacz 24V. Obwód pozostanie możliwie najprostszy: źródło zasilania i odbiorniki. Zwiększając napięcie do 24V zmniejszysz prądy a przez to obniżą się straty w przewodach.

Wstawienie zasilacza 24V o podobnej mocy, może wręcz pogorszyć sprawę. Dlatego że ma po prostu mniejszą wydajność prądową niż wersja 12V ą a sprawa się dzieje podczas włączania zasilacza, kiedy jego napięcie wyjściowe narasta od zera. I przy pewnym przejściowym poziomie napięcia, mniejszym niż nominalne, pojawia się ten duży prąd wynikający z właściwości przetwornic by utrzymać iloczyn napięcia razy prąd na zadanym dla nich poziomie mocy. Na tym "rozruchowym" etapie nie będzie różnicy czy to zasilacz 12V czy 24V. Jedynie istotne będzie przy jakim prądzie zadziała ograniczenie w zasilaczu.

tmsx napisał:

Zmierzyłem napięcie na końcach obu linii i źle nie jest, bo przy zasilaniu 12,3V mamy 11,8V i 11,9V.

Wartości bardzo ładne i w zasadzie oporność tych linii nie jest bezpośrednim winowajcą a jedynie czynnikiem, że jak jest źle to pogłębia problem.
Ale tutaj te niekorzystne zjawiska mogą zachodzić w krótkich momentach, które nie złapiesz samym miernikiem.
Bo generalnie jest taka kwestia że w tych żarówkach w trzonku jest bardzo mała płytka z elektroniką, która nie jest w stanie przejąć i wytracić w postaci ciepła jakieś dużej mocy rzędu kilku watów w sposób ciągły, bo po prostu się spali (lub zadziała zabezpieczenie termiczne o ile jest). A tutaj jeśli założyć że napięcie było by bliskie 12V to w stanie patologii wychodzi pobór 12*5 czyli 60W a lampy świecą słabo, słabiej niż nominalnie gdzie te osiem lamp to moc góra gdzieś 20W przy normalnej pracy. Czyli coś tu się z mocą nie zgadza, zakładając że te 5 amperów, które mierzysz, płynie przy ustalonym 12V na lampach. Ten duży prąd "rozruchowy" może mieć tylko jedną przyczynę. Pracę przetwornic jednak grubo poniżej 12V.

Skoro masz sprawdzone na dwóch zasilaczach, opór linii masz sprawdzony, lampy pojedynczo też, to przyczyną problemów, jeśli już koniecznie trzeba wskazać winnego, są zbyt nisko (napięciowo) startujące przetwornice w lampach. A z tym nic nie zrobisz, bo praktycznie nie ma dostępu do tych przetwornic by je zmodyfikować.
Zakładanie większego zasilacza, jeszcze bardziej przewymiarowanego, też napotyka na problemy u Ciebie. Czyli sposób z opóźnionym włączeniem połowy lamp, choć jest to działanie tylko objawowe, wydaje się najprostszym.

Poczekajcie.

tmsx napisał:

Zasilaczem steruje czujnik zmierzchowy.

Jeśli jest załączanie od strony zasilania 230V, to wtedy może wystarczyć banalny rezystor lub termistor.

@tmsx
Jak to jest rozwiązane?

Mateusz_konstruktor napisał:

Według mnie trzeba sprawdzić też poprawność działania tego automatu zmierzchowego.

Zrobiłem bypass omijający automat i efekt ten sam.

ssllaawweekk napisał:

Wg mnie najlepiej jest wstawić zasilacz 24V.

To nie przejdzie. Dopiero co 100 zł poszło na zasilacz 12VDC/24W i 150 zł na 12VDC 54W. Wiem, ze do trzech razy sztuka ale jednak pokombinuję.

rb401 napisał:

Czyli sposób z opóźnionym włączeniem połowy lamp, choć jest to działanie tylko objawowe, wydaje się najprostszym.

I to chyba podsumowuje rozwiązanie tego problemu.
Dosłownie przed minutami automat zmierzchowy załączył zasilacz z opóźnionym jednym obwodem (muszę to jeszcze dopasować ale na razie ok 30 sek. na regulowanym potencjometrem NE555 z przekaźnikiem 12V) Obie gałęzie wystartowały normalnie, bez żadnych niepożądanych efektów wizualnych. Koszt układu to całe 13zł, wielkość małego palca i zero komplikacji przy podłączeniu.

Jeszcze raz dziękuję za wszelkie porady, które padły w tym wątku i za rzeczową dyskusję.