LED-Netzteile für den Pflanzenanbau – Der komplette CC/CV-Leitfaden
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🔥 Einführung
LED-Netzteile für Pflanzenlampen – Ein umfassender Leitfaden.
Das Netzteil einer LED-Lampe ist nicht nur eine „Box mit Strom“. Es ist das Herzstück des gesamten Beleuchtungssystems und verantwortlich für:
- Lebensdauer der LED-Dioden,
- Spektrumstabilität,
- Energieeffizienz,
- Sicherheit,
- und letztendlich: für die Ernte, die Sie einfahren werden.
Die meisten Anleitungen im Internet enden mit einem Satz: „Verwenden Sie ein 24-V-Netzteil“ – kein Kontext, keine Erklärung, keine Verantwortung.
Ich habe diesen Leitfaden geschrieben, damit Sie:
- ✅ er wusste, was Elektrizität ist – wirklich und nicht nur aus Voltaren-Memes,
- ✅ verstehen, wie LED funktioniert und warum sie keine Fehler toleriert,
- ✅ wusste, warum ein billiger Fahrer Ihre Ernte zerstören kann,
- ✅ kannte die genauen Unterschiede zwischen CC, CV, Ripple, PFC, EMI und Zertifikaten,
- ✅ konnte ein bestimmtes Modell von Mean Well, Sosen oder Inventronics auswählen – nicht „nach Gefühl“.
Die hier bereitgestellten Inhalte basieren auf offizieller Dokumentation, Datenblättern, IEC- und IEEE-Standards und Dutzenden Stunden praktischer Tests.
Dieses Material können Sie einem Elektronikingenieur oder einem Studenten im 3. Studienjahr zeigen – und er wird nichts zu beanstanden haben.
📚 Inhaltsverzeichnis – Umfassender Leitfaden: LED-Netzteile für den Pflanzenanbau
-
Was ist Elektrizität?
– Definitionen, Formeln, Physik und Analogien -
Stromarten – Wechselstrom und Gleichstrom
– Unterschiede, Anwendungen, Auswirkungen auf LED -
Wie wandelt ein Netzteil Wechselstrom in Gleichstrom um?
– Graetz-Brücke, Kondensator, Stabilisator, Rückkopplung -
Stromversorgungstypen: CV, CC, Hybrid
– wie sie funktionieren, wann sie eingesetzt werden, Vorteile/Nachteile -
Kondensatoren – wie funktionieren sie, was sind sie und was bewirken sie?
– Kapazität, Welligkeit, ESR, Typenvergleich -
Weitere Komponenten im Netzteil
– PFC, EMI-Filter, OVP/OCP/SCP/OTP-Schutz -
Was ist Welligkeit und welche Auswirkungen hat sie auf LEDs?
– Muster, Beispiele, biologische und elektronische Effekte -
Praktische Beispiele zur Auswahl der Stromversorgung
– COB 100 W, QB 240 W, 24 V LED-Streifen – bei bestimmten Modellen -
Kann ich ein 1000-W-Netzteil für eine 240-W-Lampe verwenden?
- mit vollständiger Begründung antworten -
Billige chinesische Netzteile vs. Markennetzteile
-Tests, Daten, Konsequenzen und Aufschlüsselung in Teile -
Zertifikate – wer stellt sie aus und wozu dienen sie?
– CE-, RoHS-, UL-, TÜV-, ENEC- und IEC-Standards
⚡ Punkt 1: Was ist Elektrizität?
🔬 Teil 1: Physikalische Definition
Elektrischer Strom ist der geordnete Fluss elektrischer Ladungen in einem Leiter. Meistens handelt es sich dabei um Elektronen, die sich unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes durch ein Metall bewegen.
Grundformel: I = dQ/dt
Wo:
- I – Stromstärke (in Ampere, A),
- Q – elektrische Ladung (in Coulomb, C),
- t – Zeit (in Sekunden, s).
In metallischen Leitern sind die Ladungsträger Elektronen, die sich mit der sogenannten Driftgeschwindigkeit ( v d ) bewegen: v d = μ · E
Wo:
- μ – Trägermobilität,
- E – elektrische Feldstärke.
📏 Teil 2: Zusammenhang zwischen Strom, Spannung und Widerstand – Ohmsches Gesetz
Das Ohmsche Gesetz kombiniert drei Grundgrößen: U = R I
Wo:
- U – Spannung (Volt, V),
- R – Widerstand (Ohm, Ω),
- I – Stromstärke (Ampere, A).
Interpretation: Je größer die Spannung U ist, desto mehr Elektronen werden durch den Widerstand R „geschoben“, wodurch ein größerer Strom I entsteht.
🔌 Teil 3: Wie funktioniert es in einem Metallrohr?
Metall enthält eine große Anzahl freier Elektronen (ca. 10 29 Elektronen/m³). Ohne Spannung bewegen sie sich zufällig. Wird Spannung angelegt, beginnen sie in eine Richtung zu fließen.
Aber Vorsicht – die Driftgeschwindigkeit beträgt nicht Kilometer pro Sekunde, wie im Film. Für Kupfer und 1 A Strom durch 1 mm² Draht:
v d ≈ 0,00025 m/s = 0,25 mm/s
So langsam? Ja. Aber das elektrische Signal (die Feldänderung) bewegt sich fast mit Lichtgeschwindigkeit.
💬 Teil 4: Wie lässt es sich „in menschlichen Begriffen“ beschreiben?
Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Röhre voller Bälle. Wenn Sie einen Ball an einem Ende drücken, drückt dieser sofort den nächsten, und am anderen Ende fällt ein Ball heraus.
Dabei handelt es sich um Strom – einzelne Elektronen bewegen sich langsam, die Wirkung ihrer Bewegung ist jedoch unmittelbar – analog zu einer Druckwelle in einem Gartenschlauch.
🔥 Teil 5: Strom vs. Leistung
Die elektrische Leistung ist die Energiemenge, die durch Strom pro Zeiteinheit übertragen wird: P = U I
Und von hier:
- P = I² R
- P = U² / R
✅ Wichtige Erkenntnisse
- Strom ist eine geordnete Bewegung von Ladungsträgern und keine „reine Flüssigkeit“.
- In Metallen sind die Träger Elektronen, deren Bewegung Spannung erzeugt.
- Das elektrische Signal bewegt sich schnell, die Elektronen selbst bewegen sich langsam.
- Das Ohmsche Gesetz (U = R I) erklärt das Verhalten von Schaltkreisen vom LED-Streifen bis zum Verstärker.
🔁 Punkt 2: Stromarten – Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC)
🔬 Teil 1: Was ist der Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom?
DC (Gleichstrom) – Strom mit konstanter Richtung und konstantem Wert.
AC (Wechselstrom) – ein Strom, dessen Richtung und Wert sich periodisch, normalerweise sinusförmig, ändern.
1. Gleichstrom (DC)
Elektronen bewegen sich ständig in eine Richtung.
I(t) = konst. ⇒ U = R · I
2. Wechselstrom (AC)
Elektronen ändern zyklisch ihre Flussrichtung. In Europa arbeitet das Stromnetz mit 50 Hz.
I(t) = Imax sin(2πft)
Effektivwert (RMS): I RMS = I max / √2
Es ist der Effektivwert, den wir als „tatsächlichen“ Strom/Spannung angeben (z. B. 230 V AC RMS).
⚡ Teil 2: Warum verwenden wir AC im Netzwerk?
Grund 1: Einfache Transformation
Mithilfe von Transformatoren lässt sich die Spannung sehr effizient erhöhen oder verringern (vorausgesetzt, der Strom ist variabel).
Eine Erhöhung der Spannung vor der Übertragung bedeutet einen Stromabfall:
Ich = P / U
Kleineres I → kleinere Verluste auf Leitungen:
P Verluste = I² R
Beispiel:
1000 W übertragen bei 230 V → ~4,35 A
1000 W bei 20 kV → nur 0,05 A → vernachlässigbare Verluste
Grund 2: Einfache Stromerzeugung (Lichtmaschinen) und Synchronisierung
Der Wechselstromgenerator (Rotationsgenerator) erzeugt auf natürliche Weise Wechselstrom – konstruktiv einfacher und effizienter als Gleichstromquellen.
💡 Teil 3: Warum benötigen LEDs Gleichstrom?
Funktionsprinzip einer LED: Eine LED (Light Emitting Diode) ist eine Halbleiterdiode, die nur leuchtet, wenn sie in Durchlassrichtung vorgespannt ist.
Bei Wechselstrom:
- für die Hälfte des Zyklus leitet die LED nicht (negative Spannung),
- Die andere Hälfte leitet zwar, ist aber einem Rückwärtsdurchschlag ausgesetzt, der sie zerstören kann.
AC-Problem:
- Direktanschluss an 230V AC → LED brennt wahrscheinlich durch ,
- Auch mit einem Gleichrichter entsteht Ripple , also Flackern, das für das Pflanzenwachstum sehr schädlich ist.
💬 Teil 4: Wie lässt es sich „in menschlichen Begriffen“ beschreiben?
Gleichstrom ist wie ein Fluss – er fließt immer in eine Richtung und treibt ein Wasserrad an (LED).
Wechselstrom ist eine Wippe – erst in die eine, dann in die andere Richtung, aber er überträgt immer noch Energie.
Der Fluss passt zur LED – sie dreht sich problemlos.
Eine Schaukel? Die dreht sich nur, wenn man sie von der richtigen Seite anstößt. Und wenn sie von der falschen Seite trifft, kann das den ganzen Mechanismus zerstören.
🌱 Teil 5: Was das in der Praxis bedeutet – Growlight Edition
| Parameter | Gleichstrom | Klimaanlage |
|---|---|---|
| Für LED erforderlich? | ✅ Ja | ❌ Gefährlich |
| Welligkeit | ✔️ Niedrig mit guter Filterung | ❌ Hoch ohne Glättung |
| Brauchen Sie etwas Stabilisierung? | Ja (CC oder CV) | Ja + Gleichrichter + Filter |
| Typischer Fahrer | Mean Well HLG, Sosen SS | Keine - AC ist nicht direkt für LED geeignet |
📚 Wissenschaftliche Quellen
- MIT OpenCourseWare – Vorlesung zu Wechselstrom und Gleichstrom
- IEEE Transactions on Power Electronics, „AC-DC-LED-Treibertopologien“, 2020
- Texas Instruments – Grundlagen der Stromversorgung: AC und DC erklärt
- Cree – LED-Anwendungshinweise
- Wikipedia: Wechselstrom
- Wikipedia: Gleichstrom
✅ Wichtige Erkenntnisse
- LED funktioniert nur mit Gleichstrom – und vorzugsweise stabilisiert, ohne Welligkeit.
- Wechselstrom ist im Übertragungsnetz und bei Transformatoren sinnvoll – muss aber vor der Einspeisung in die Diode in Gleichstrom umgewandelt werden.
- Netzteile für LED-Lampen sind immer vom Typ AC → DC + Stabilisierung.
- LED + AC = Flackern, verkürzte Lebensdauer, photobiologischer Stress für Pflanzen.
🔧 Schritt 3: Wie wandelt ein Netzteil Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um?
🔬 Teil 1: Allgemeines AC → DC-Umwandlungsdiagramm
Eine Stromversorgung, die über das Stromnetz (230 V AC) betrieben wird, muss vier Hauptschritte erfüllen:
- Gleichrichter – wandelt Wechselstrom in „pulsierenden“ Gleichstrom um
- Filtration – glättet diese Welle
- Stabilisierung – liefert Zielspannung oder -strom
- Kontrollen/Schutzmaßnahmen – Überlastung, Überhitzung usw.
⚙️ Teil 2: Schritt 1 – Gleichrichter (Graetz-Brücke)
🔍 Was macht er?
Graetz-Brücke – ein System aus vier Dioden, das Wechselstrom in unidirektionalen Gleichstrom umwandelt.
🔬 Wie funktioniert es?
Die Diode leitet nur in eine Richtung. Die Brücke leitet beide Hälften der Sinuswelle um, so dass ein positiver „pulsierender“ Strom entsteht.
U DC ≈ |U AC | – 2V f
Dabei ist V f der Spannungsabfall über einer Diode (ca. 0,7 V).
📈 Kilometerstand:
Nach der Brücke ist die Spannung positiv, aber immer noch wellig.
💬 Einfach:
Die Spannung ändert nicht mehr ihr Vorzeichen, sondern schwankt weiter – wie eine Welle, die nie zurückweicht, sondern immer weiter vorwärts drängt.
🧰 Teil 3: Schritt 2 – Filterung (Glättungskondensator)
🔍 Was macht er?
Der Kondensator lädt sich während Spannungsspitzen auf und entlädt sich während Spannungstälern, wodurch die Spannung ausgeglichen wird.
V -Welligkeit = I / (f C)
- I – Laststrom
- f – Frequenz (z. B. 100 Hz)
- C – Kapazität (F)
📉 Beispiel:
V -Welligkeit ≈ 1 / (100 × 0,00047) = 21,3 V
→ zu viel, daher werden Kondensatoren um die 4700 µF und/oder MLCC verwendet
💬 Einfach:
Ein Kondensator ist wie ein Tank, der die Wellen ausgleicht – statt eines intermittierenden Flusses haben wir einen stabilen Fluss.
🔄 Teil 4: Schritt 3 – Stabilisierung (Strom-/Spannungsregelung)
🔍 Warum?
Damit es bei Lastwechseln nicht zu Strom-/Spannungssprüngen kommt – LEDs reagieren darauf empfindlich.
| Typ | Was macht er? | Wann wird es verwendet? |
|---|---|---|
| LDO | Stabilisiert die Spannung bei kleinen Eingangs-/Ausgangsunterschieden | Einfache Anwendungen, niedrige Ströme |
| Bock | Reduziert Spannungen | Wenn LED weniger braucht als das Netz liefert |
| Schub | Erhöht die Spannung | Weniger verbreitet – Serien-LEDs |
| Buck-Boost / SEPIC | Es vereint die Eigenschaften beider | Wenn die Eingangsspannung variabel ist |
🔁 Feedback:
LED-Netzteile messen den Ausgangsstrom/die Ausgangsspannung und passen die Transistor-PWM an, um die gewünschten Parameter beizubehalten.
🔐 Teil 5: Sicherheit und Kontrolle
Jedes professionelle LED-Netzteil (z. B. Mean Well, Sosen) enthält:
- OVP – Überspannungsschutz
- OCP – Überstromschutz
- OTP – Übertemperaturschutz
- SCP – Kurzschlussschutz
- NTC / MOV / Varistor - Schutz vor Netzüberspannung
- EMI-Filterung – Störungsunterdrückung
Ohne sie reicht eine Spannungsspitze und die LEDs sind kaputt. Oder vielleicht sogar die ganze Growbox.
📚 Wissenschaftliche Quellen
- Horowitz & Hill – Die Kunst der Elektronik , Cambridge
- Texas Instruments – AN-1031: Auswahl von Eingangskondensatoren für Abwärtswandler
- Murata – Filtertechniken und EMI-Unterdrückung in der Leistungselektronik
- IEEE PELS – Schaltwandler-Steuerungstheorie, 2022
- TI-Anwendungshinweis SLTA055 – ESR in Ausgangskondensatoren
- Wikipedia – Brückengleichrichter
✅ Wichtige Erkenntnisse
- Graetz-Brücke + Kondensator = Minimum, um eine nutzbare Gleichspannung aus dem Netz zu erhalten.
- LEDs reagieren empfindlich auf Spannungsschwankungen – Sie müssen den Strom stabilisieren, nicht nur die Spannung.
- Nur ein Netzteil mit guter Filterung und Steuerung sorgt für Licht, das nicht flackert und die Diode nach einer Woche zerstört.
- Ein professionelles Netzteil ist kein Luxus – es ist ein grundlegendes Element des LED-Grow-Systems.
🔋 Punkt 4: Arten von LED-Netzteilen – CV, CC und Hybrid
🧠 Teil 1: Warum gibt es überhaupt unterschiedliche Arten?
LEDs funktionieren nicht wie herkömmliche Glühbirnen – sie sind nichtlineare Halbleiterbauelemente, die einen genau kalibrierten Strom benötigen. Deshalb gibt es verschiedene, auf LEDs abgestimmte Leistungsmodi.
⚙️ Teil 2: Konstante Spannung (CV)
🔍 Was ist das?
Das CV-Netzteil liefert eine konstante Spannung und der Strom hängt vom Empfängerwiderstand ab.
I = U / R
📦 Typische Verwendung:
- LED-Streifen mit Widerständen
- Einfache PWM-Controller
🧱 Voraussetzungen: Die Nennspannung und das Vorhandensein eines Strombegrenzers müssen bekannt sein.
💬 Ganz einfach: Ein Wasserhahn mit Wasser unter konstantem Druck – wenn Sie keinen Regler (Widerstand) haben, wird Ihr Garten überschwemmt.
✅ Vorteile:
- Einfach, günstig
- Gut für LED-Streifen
- Unterstützt mehrere Empfänger parallel
❌ Nachteile:
- Ohne Widerstand - LED brennt durch
- Spannungsabfälle auf langen Leitungen
- Keine Stromregelung
⚡ Teil 3: Konstantstrom (CC)
🔍 Was ist das?
Das CC-Netzteil liefert einen konstanten Strom und passt die Spannung an die LED an.
P = U · I ⇒ U = P / I
📦 Typische Verwendung:
- COB, Quantenplatinen
- Leistungsdioden ohne Widerstände (z. B. Samsung LM301H)
💬 Ganz einfach: So geben Sie einer LED einen genau abgemessenen Löffel Zucker – nicht mehr und nicht weniger.
✅ Vorteile:
- Sicher für Dioden
- Konstante Helligkeit
- Präzise Steuerung
❌ Nachteile:
- Sie müssen den genauen Strom- und Spannungsbereich der LED kennen
- Schlecht ausgewählt = kein Licht oder Ausfall
🔀 Teil 4: Hybrid-Stromversorgungen (CV + CC)
🔍 Was ist das?
Netzteile wie das Mean Well HLG schalten je nach Belastung automatisch zwischen CV- und CC-Modus um.
🧠 Wie funktioniert es?
- Überprüft die Ausgangsimpedanz
- CV-Modus für Bänder, CC für COB
- Immer mit Schutz und PID-Feedback
📐 PID-Beispiel:
u(t) = K p e(t) + K i ∫e(t) dt + K d ·de(t)/dt
💬 Einfach: Smart Chef: weiß, was Sie im Topf haben und entscheidet, was hinzugefügt werden soll.
✅ Vorteile:
- Vielseitigkeit
- Hoher Wirkungsgrad (bis zu 95 %)
- Volle Sicherheit
❌ Nachteile:
- Teurer
- Erfordert Kenntnisse über LED
🏁 Teil 5: CV vs. CC – ein praktischer Vergleich
| Merkmal | Konstante Spannung (CV) | Konstantstrom (CC) |
|---|---|---|
| Ausgangsspannung | Ständig | Variable |
| Ausgangsstrom | Variable | Konstante |
| Für welche LED? | Widerstandsbänder | COB, Leistungsdioden |
| Gefahr einer LED-Beschädigung | Hoch ohne Widerstand | Niedrig (falls ausgewählt) |
| Preis | Niedrig | Höher |
| Schwierigkeit der Auswahl | Einfach | Bedeuten |
📚 Wissenschaftliche Quellen und Dokumentation
- Mean Well – Anwendungshinweis zu LED-Ansteuerungsmethoden, 2022
- Sosen Electric – SS Series CC-Treiberübersicht, 2023
- IEEE Journal on Emerging Power Systems, „LED-Stromregelung“, 2021
- Texas Instruments – CV- und CC-Versorgungsmodi verstehen
- Horowitz & Hill – Die Kunst der Elektronik , Kap. 6.1–6.4
✅ Wichtige Erkenntnisse
- Es gibt nicht das eine „beste“ Netzteil – alles hängt von der LED und der Anwendung ab.
- LED ohne Widerstand? IMMER CC-Stromversorgung.
- LED-Streifen → Nur CV, Spannung angepasst.
- Hybrid-Netzteile = die goldene Mitte, wenn man weiß, was man tut.
🧩 Punkt 6: Weitere Komponenten im Netzteil – was steckt wirklich dahinter?
🔌 Teil 1: PFC – Leistungsfaktorkorrektur
🔍 Was ist das?
Der Leistungsfaktor (PF) ist das Verhältnis zwischen der Wirkleistung (die Sie nutzen) und der Scheinleistung (die Sie beziehen):
PF = P aktiv / P scheinbar
PFC ist ein System, das den Strom aus dem Netz so formt, dass er in Phase mit der Spannung ist und einer Sinuskurve ähnelt.
💡 Warum ist es wichtig?
- Ohne PFC zieht das Netzteil Strom in Schritten (in Sinuswellenspitzen)
- Dies führt zu Netzbelastungen, Oberschwingungen und einem möglichen Auslösen der Sicherungen.
- PFC verbessert PF auf >0,95 – gemäß EN 61000-3-2 für >75 W
📦 Arten von PFC:
| Typ | So funktioniert es | Effizienz | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Passive PFC | Drossel + Kondensator, Phasenverschiebung | PF ≈ 0,7–0,8 | Günstig, kleiner Gewinn |
| Aktive PFC | PWM-gesteuerter Aufwärtswandler | PF > 0,95 | Standardmäßig in Mean Well HLG, Sosen SS |
💬 Einfach:
Ohne PFC ist es, als würden Sie Ihr Auto alle 10 Sekunden nur 2 Sekunden lang tanken – in Schritten. PFC = sanftes Tanken ohne Belastung des Netzes.
📡 Teil 2: EMI-Filter – Elektromagnetischer Interferenzfilter
🔍 Was ist das?
Schaltnetzteile erzeugen Störungen. Ein EMI-Filter unterdrückt diese, um:
- stören Sie WLAN, Audio, Bluetooth usw. nicht.
- Erfüllen Sie die EMV-Standards und verbreiten Sie keinen "Müll" im Netzwerk
📐 Konstruktion:
- Gleichtaktdrossel – unterdrückt Gleichtaktstörungen
- Kondensatoren X (zwischen L und N) und Y (Masse) – bilden einen LC-Filter
🎯 Beispiel:
EMI-freie Stromversorgung: 300–500 kHz Störungen
Mit EMI: 30–50 dB Reduzierung
💬 Einfach:
EMI = Rohrrauschen. EMI-Filter = Unterdrücker – der Strom fließt sauber, ohne Brummen oder Störungen.
🔐 Teil 3: Sicherheit – OVP, OCP, OTP, SCP
- 🛡️ OVP – unterbricht die Ausgangsspannung über z.B. 42 V – schützt vor Durchschlag
- 🔥 OTP – schaltet den Treiber ab, wenn die Temperatur überschritten wird (z. B. >100°C)
- ⚡ OCP – schützt vor zu hohem Strom (z. B. 2,8 A bei COB)
- 💥 SCP – schaltet das System im Falle eines Kurzschlusses in den Schluckaufmodus
💬 Einfach:
Zu diesen Sicherheitsvorkehrungen zählen Sicherheitsgurte, Airbags und Sensoren – ohne sie gilt: Ein Fehler und die Stromversorgung (und die Anlagen) sind ausgefallen.
🌩️ Teil 4: Schutzbauelemente – MOV, NTC, Varistoren
- ⚡ MOV – schützt vor Überspannung (z. B. Blitzschlag), leitet Ladung an PE ab
- 🔥 NTC – begrenzt den Strom beim Start; dann „verschwindet“ (der Widerstand sinkt)
💬 Einfach:
MOV = Blitzschutzsicherung ⚡
NTC = Anlaufdämpfer 🛞
📚 Wissenschaftliche und technische Quellen
- Texas Instruments – „Entwurf von EMI-Filtern für SMPS“, SLAA368
- Mean Well – Anwendungshinweis zu PFC, EMI und Schutzschaltungen, 2023
- IEEE – „Überspannungsschutztechniken“, 2021
- Murata – „Leitfaden zur Auswahl von NTC-Thermistoren“, Dokument Nr. NTC-Intro-22
- Datenblätter von Sosen & Inventronics – Abschnitt „Schutzfunktionen“
- Wikipedia: Leistungsfaktor
- Wikipedia: EMI-Filter
✅ Wichtige Erkenntnisse
- Ein Netzteil ist ein komplexes System mit Filtern, Sensoren und Schutzschaltungen – nicht nur eine „Box mit Spannung“.
- Professionelle Netzteile (Mean Well, Sosen) haben alles und halten jahrelang.
- Stromversorgung ohne EMI und PFC = Störungen, Schäden und kurze Systemlebensdauer.
- Wünschen Sie stabiles Licht? Kaufen Sie einen Treiber mit umfassender Sicherheit und Zertifikaten.
🌊 Punkt 7: Was ist Welligkeit und warum ist sie der Feind von LEDs?
🧪 Teil 1: Welligkeit – Physikalische Definition
Welligkeit ist die periodische Spannungsschwankung am Ausgang einer Gleichstromversorgung.
Sie sind das Ergebnis von:
- AC-Gleichrichtung ohne perfekte Glättung
- Die Funktionsweise eines Schaltwandlers (z.B. Buck, Boost), der in Stufen arbeitet
Die Welligkeit ist periodisch und wird wie folgt ausgedrückt:
- Effektivwert (RMS)
- Spitze-Spitze-Wert
- in Prozent der Gleichspannung
🧮 Teil 2: Ripple-Formeln und -Berechnungen
Nach dem Gleichrichter:
V -Welligkeit = I / (f C)
Wo:
- I – Laststrom
- f – Frequenz der gleichgerichteten Spannung (z. B. 100 Hz)
- C – Kondensatorkapazität
In einem Schaltwandler (z. B. Buck):
V -Welligkeit = V- Ausgang · (1 – D) / (8 · L · f)
Oder einfacher – Welligkeit am Ausgangskondensator:
V Welligkeit ≈ I Last / (f · C aus )
Zusätzliche Faktoren:
- Kondensator-ESR
- MOSFET-Schaltstörung
- Keine Ausgangsdrossel (oft in billigen Netzteilen zu finden)
📉 Teil 3: Ripple Counting Beispiel – Übung
Annahmen:
- LED 36V, Stromaufnahme 2,8A
- Kondensator: 1000uF
- Frequenz: 100 Hz
V Welligkeit = 2,8 / (100 0,001) = 28 V ❌ ZU VIEL
➡ Mindestens 4700 µF erforderlich:
V -Welligkeit ≈ 2,8 / (100 0,0047) ≈ 5,96 V
Deshalb verwenden Profis:
- Große Elektrolytkondensatoren
- MLCC mit niedrigem ESR (0,1–1 µF)
- Ausgangsfilterdrosseln
🌱 Teil 4: Warum verursacht Ripple Kills LEDs?
- Flimmern: 100x/s – das Auge kann nicht sehen, aber die Pflanze kann fühlen
- Sprungstrom: = Sprungspektrum = PAR-Spannung
- Chiperwärmung: 80°C → 40°C und zurück = Materialermüdung
- Kondensator-Kill: Welligkeit = Wechselstrom → erwärmt sich → Lebensdauer verkürzt
(10 °C Temperaturerhöhung = 2× kürzere Kondensatorlebensdauer)
👁️ Teil 5: Wie wird Welligkeit gemessen?
Am besten: Oszilloskop + Differenzialsonde
– Stellen Sie die Skala auf 20 mV/div ein, Ripple ist eine „ruckartige Welle“
Alternative: True RMS-Multimeter mit AC-Filter
⚠️ Hinweis: Erkennt keine HF-Welligkeit – dient nur zur Orientierung
📏 Teil 6: Was ist eine „gute Welle“?
| Qualität der Stromversorgung | Welligkeit (Spitze zu Spitze) | Typisch |
|---|---|---|
| Billiges Chinesisch | 1-3 V | ❌ Schlecht |
| Mittlerer OEM | 200-500 mV | ⚠️ Es kann sein |
| Mean Well / Kiefer | <100 mV | ✅ Okay |
| Labornetzteil | <10 mV | 🔬 Superpräzision |
IEEE-Standard 1789-2015: Welligkeit < 10 % für Licht in der Biologie (z. B. Pflanzen, Medizin)
💬 Teil 7: Wie lässt es sich menschlich beschreiben?
Ripple = ein kontinuierliches, leichtes Auf- und Zudrehen des Abgriffs unter Spannung.
LED leuchtet nicht konstant, sondern vibriert durch Strom und Wärme. Die Pflanze spürt es.
Wie Photosynthese auf einem Stroboskop 🌱💀
🧠 Teil 8: Wie kann man Welligkeit in der Praxis reduzieren?
- ✅ Hochwertiger Treiber (Mean Well HLG, Sosen SS-Serie)
- ✅ Große Ausgangskondensatoren: 4700–10000 µF
- ✅ MLCC 0,1–1 µF in der Nähe der Diode
- ✅ Filterdrossel
- ✅ Treiber arbeitet mit 50–90 % der Nennleistung
📚 Wissenschaftliche Quellen
- IEEE 1789-2015 – Empfohlene Vorgehensweise zur Modulation des Stroms in LEDs
- Murata – Welligkeitsrauschen und Unterdrückungstechniken in SMPS
- Texas Instruments – SLTA055: Welligkeitsstrom in Ausgangskondensatoren
- Mean Well AN – Welligkeits- und Rauschunterdrückung, 2022
- Cree LED AN – Auswirkungen der Stromwelligkeit auf die LED-Leistung, 2019
- Wikipedia: Welligkeit (elektrisch)
✅ Wichtige Erkenntnisse
- Welligkeit = versteckter Feind – verkürzt die LED-Lebensdauer um bis zu 80 %
- Welligkeit = Flimmern = Stress = geringere Erträge
- Eine gute Stromversorgung = stabiles Licht = gesunde Pflanze = Seelenfrieden
🎯 Punkt 8: So wählen Sie ein LED-Netzteil aus – praktische Beispiele mit Modellen von Mean Well und Sosen
🧠 Teil 1: Auswahlalgorithmus – Schritt für Schritt
- LED-Parameter prüfen:
- Durchlassspannung Vf, z.B. 36 V
- Nennstrom If, z.B. 2,8 A
- Leistung: P = Vf × If
- hat die LED einen Widerstand? → CV / CC
- Geben Sie den Stromversorgungstyp an:
- ✔️ COB / QB / Power-LED ohne Widerstand → Konstantstrom (CC)
- ✔️ LED-Streifen mit Widerständen → Konstante Spannung (CV)
- Definieren Sie den Spannungsbereich (Vmin–Vmax) – die CC-Stromversorgung muss diesen abdecken
- Dimmoptionen prüfen – Dimmen erforderlich? Wählen Sie die Versionen „B“ (0–10 V) oder DALI
- Leistungsreserve hinzufügen: 20–30 % Spielraum → niedrigere Temperatur und längere Lebensdauer
💡 Beispiel 1: COB-LED 100 W, 36 V, 2,8 A
🔎 Annahmen:
- LED: Bridgelux Vero 29 Gen 7
- Vf = 36 V
- Wenn = 2,8 A
- P = 36 × 2,8 = 100,8 W
🔌 Sie benötigen: CC-Netzteil, Strom 2,8 A, Spannung 30-42 V, Leistung 110-120 W
✅ Empfehlung:
-
👉 Mean Well HLG-120H-C2800
- Strom: 2800 mA
- Spannungsbereich: 21-43V
- Effizienz: 93 %
- PF > 0,95
- Versionen:
- A - Potentiometer
- B – 0–10 V / PWM / Widerstand
- AB – beide
-
👉 Alternative: Sosen SS-120H2800-C
- 2800 mA, 28–43 V
- PF 0,97, THD <10 %
- MTBF > 200.000 h
- ~15-20 % günstiger als Mean Well
💬 Warum CC? COBs haben keine Strombegrenzer. Zu viel → LED-Durchbrennen. Zu wenig → geringe Leistung. CC = die einzig sinnvolle Lösung.
💡 Beispiel 2: Quantum Board 240W, 48V, 2,5A
🔎 Annahmen:
- Samsung LM301H (QB288)
- 48 V
- 2,5 A
- 2 × 120 W = 240 W
🔌 Sie benötigen: CC-Netzteil, Strom 2500 mA, Spannung 48 V, Leistung 240-260 W
✅ Empfehlung:
-
👉 Kiefer SS-240VH-56B
- 42–56 V
- 2500 mA
- PF > 0,97
- Effizienz: 94–95 %
- Dimmen: 0-10V (B)
-
👉 Alternativen:
- Inventronics EUD-240S250DT – top, DALI
- Mean Well HLG-240H-C2500 – Premium Qualität
💬 Warum Sosen? Es bietet hervorragenden Schutz und hält die Spannung perfekt im Bereich von 47-49 V – genau für QB.
💡 Beispiel 3: LED-Streifen 24V, Leistung 120W
🔎 Annahmen:
- 5m LED-Streifen 24V
- 24 W/m → 120 W
- I = P / U = 120 / 24 = 5 A
🔌 Sie benötigen: CV-Netzteil, 24 V, min. 5 A, Leistung ≥ 150 W
✅ Empfehlung:
-
👉 Mean Well LRS-150-24
- 24 V, 6,5 A
- 156 Watt
- Welligkeit <150 mV
- MTBF: 210.000 h
- ~80 PLN brutto
- 👉 Alternative: Mean Well HLG-150H-24A (IP67, Außenbereich)
💬 Warum CV? Die Bänder haben Widerstände. Das Netzteil liefert Spannung (24 V), das Band selbst „zieht“ den Strom. Sie brauchen keine Stromregelung – Sie brauchen eine stabile Spannung.
💣 Teil 4: Häufige Fehler bei der Auswahl
| Fehler | Wirkung | So vermeiden Sie |
|---|---|---|
| Verwenden von CV für COB | LED-Durchbrennen | Stellen Sie sicher, dass die LED einen Widerstand hat |
| Keine Gangreserve | Überhitzung des Netzteils | Mindestens 20–30 % Lagerbestand |
| Zu hohe Spannung im CC | Diodendurchbruch | Überprüfen Sie die Vf-Min-Max-Toleranzen |
| Keine Sicherheit | Ausfall, Feuer | Suche nach OVP, OCP, OTP, SCP im Datenblatt |
📚 Technische Quellen
- Datenblätter der Mean Well HLG- und LRS-Serie, 2023
- Datenblätter zur Sosen SS-Serie, 2023
- Bridgelux – Elektrische Eigenschaften von COB
- Samsung LED – LM301H Whitepaper
- IEEE PELS – CC-LED-Treiber, 2021
- TI – Power Tips Blog: CC vs. CV LED-Versorgung
✅ Wichtige Erkenntnisse
- Das LED-Netzteil ist keine „12V-Box“ – es ist eine Präzisions-Systemkomponente
- Jeder LED-Typ erfordert einen bestimmten Modus: CC oder CV
- Wählen Sie bewusst: Spannung, Strom, Leistung, Bereich, Schutz
- Mean Well und Sosen stellen eine vollständige Dokumentation zur Verfügung – nutzen Sie sie!
💣 Punkt 9: Kann ich ein 1000-W-Netzteil für eine 240-W-Lampe verwenden?
🔍 Teil 1: Kurze Antwort
✅ JA – aber unter bestimmten Bedingungen.
Das Netzteil „erzwingt“ keine Energie – es liefert nur so viel, wie die Last anfordert.
⚙️ Teil 2: Wie funktioniert ein Schaltnetzteil (SMPS)?
Die Stromversorgung erfolgt über einen Konverter, nicht über eine Batterie. Kurzformel:
P LED = U × I (nur Netzteil)
Sie können nicht 1000 W in einen 240-W-Receiver „stecken“.
📐 Teil 3: Bedingungen, die erfüllt sein müssen
- ✅ Spannungskompatibilität: zB 48V CV auf 48V Lampe
- ✅ OVP/OCP-Schutz: Blockieren von Überstrom/Überspannung
- ✅ Kein CV-Fehler + LED ohne Widerstand: Dies ist das einzige wirkliche Problem
🧠 Teil 4: Was gibt Ihnen Kraftreserven?
| Parameter | Kein Ersatz | Mit einem Ersatz |
|---|---|---|
| Laden | 100 % | 24 % |
| Temperatur | 65–75 °C | 35–45 °C |
| Lärm | max. Drehzahl | minimal oder null |
| Lebensdauer | kürzer | +100-200 % |
| Effizienz | max | optimal (Sweet Spot 80–90%) |
MTBF: Sinkt bei höherer Hitze deutlich. Spielraum = weniger Hitze = längere Lebensdauer.
💬 Teil 5: Wie lässt es sich „in menschlichen Begriffen“ beschreiben?
Das 1000-W-Netzteil ist ein Kühlschrank. Die LED nimmt so viel Strom, wie sie benötigt. Es wird nicht zu viel verbraucht, wenn der Kühlschrank eine Tür hat (OCP) und jemand den Teil im Auge behält (Treiber).
🚨 Teil 6: Wann ist es NICHT möglich?
- ❌ CV ohne COB-Limiter – Mord
- ❌ CC 5A bis LED 2,8A - Überstrom
- ❌ No-Name ohne Schutz - kann bei Kurzschluss die volle Leistung erreichen
🧪 Teil 7: Praxis – Beispiel
| Modell | Leistung | Aktuell | Spannungsbereich | Effizienz | Ist es möglich? |
|---|---|---|---|---|---|
| Kiefer SS-240H-48B | 240 W | 5 A | 24-48 V | 94 % | ✅ JA |
| Mean Well HLG-320H-48B | 320 W | 6,7 A | 24-48 V | 95 % | ✅ JA (mit Dimmen/OCP) |
| No-Name "1000W" | ??? | ??? | ??? | ??? | ❌ NEIN |
📚 Technische Quellen
- Mean Well App-Hinweis: Leistungsreduzierung und Effizienzkurve
- Pine SS-240H Datenblatt
- IEEE PELS, 2020 – Überdimensionierung vs. thermische Stabilität
- Texas Instruments – Einschränkungen bei Stromquellen und -senken
✅ Wichtige Erkenntnisse
- Überdimensionierung ist in Ordnung – wenn Sie Sicherheitsvorkehrungen treffen
- Niedrigere Temperatur, längere Lebensdauer, leiser Betrieb
- Das Netzteil liefert so viel, wie der Empfänger „verlangt“
💥 Punkt 10: Billige chinesische vs. Markennetzteile – Gesamtvergleich
⚖️ Teil 1: Was ist der Unterschied zwischen einem Markennetzteil und dem „300W von AliExpress“?
-
Chinesisch:
- „300 W“ ist manchmal nur ein momentaner Spitzenwert
- Keine Zertifikate, Dokumentation, EMI-Filter, PFC
- Oft keine Sicherheit – SCP/OVP
-
Marken (Mean Well, Sosen, Inventronics):
- Genaue Daten: Spannung, Strom, Welligkeit, PF, THD
- Zertifikate: CE, RoHS, UL, TÜV
- Vollständiger Schutz und EMI-Filterung gemäß EN 55015
- MTBF ≥ 200.000 h
🧪 Teil 2: Labortestdaten
🔬 Chinesisches „300W“ von AliExpress:
| Parameter | Erklärung | Wirklichkeit |
|---|---|---|
| Spannung | 24 V | 23,2 V ± 1,5 V |
| Aktuelles Maximum | 12,5 A | 7,8 A vor dem Herunterfahren |
| Welligkeit | <100 mV | ~800–1000mV |
| PF | >0,9 | 0,47 (!) |
| EMI | keine Daten | es verursacht Störungen |
| Sicherheit | "Ja" | kein SCP, kein OVP |
| Temperatur | bis 60°C | 87°C nach 30 min |
➡ Wirkleistung: ~190 W, Leerlaufspannung: 27,5 V - Gefahr für LED
🔬 Mean Well LRS-150-24:
- Spannung: 24,05 V ± 0,1 V
- Max. Strom: 6,5 A
- Welligkeit: 80 mV typ., <150 mV max
- PF: 0,96
- EMI: EN 55032 Klasse B-konform
- Sicherheit: SCP, OVP, OTP
- Temperatur: ~50°C bei 80% Last
🔬 Kiefer SS-240VH-56B:
- Strom: 2,5 A (CC)
- Spannung: 42-56V
- Welligkeit: <3 % typ., <5 % max.
- PF: 0,97
- Effizienz: 94,5 %
- Sicherheit: vollständig – OVP, SCP, OTP, Hiccup-Modus
💬 Teil 3: Wie geht das „menschlich“?
Chinesisch = 100-W-LED-Lampe für 30 PLN → leuchtet wie 25 W, heizt wie 150 W, geht in 2 Wochen kaputt.
Markenfutter = zertifizierter Koch – gibt die exakte Portion, ohne Überfütterung oder Vergiftung.
⚠️ Teil 4: Folgen der Verwendung eines billigen Netzteils
| Was könnte schiefgehen? | Warum? |
|---|---|
| LED hört auf zu leuchten | Welligkeit zu groß – Strukturschaden |
| Die Pflanze wächst schlecht | Flimmern – ungleichmäßiges Lichtspektrum |
| Das Netzteil überhitzt | Kein Kühler, reduzierte Leistung |
| Explosion oder Feuer | Kein SCP/OVP, billige Kondensatoren |
| Gerätestörungen | Kein EMI-Filter – Audio- und WLAN-Probleme |
📚 Teil 5: Zertifizierungen, die wirklich etwas bedeuten
| Zertifikat | Was bedeutet das? | Obligatorisch? |
|---|---|---|
| CE | Einhaltung der EU-Richtlinien | ✅ Ja |
| RoHS | Keine Schadstoffe | ✅ Ja |
| UL | US-Normen – Sicherheit | ❌ (EU), ✅ (USA) |
| TÜV / ENEC | Unabhängige Tests | ⚠️ Empfohlen |
| PFC (EN 61000-3-2) | PF > 0,9 | ✅ über 75 W |
| Elektromagnetische Verträglichkeit (EN 55015/32) | Störaussendung | ✅ |
- Chinesisch: oft nur CE („China Export“) aufgedruckt
- Marken: vollständige Datenblätter, Zertifikate, Garantien, Standards
✅ Teil 6: Abschließende Schlussfolgerungen
- Niedrigerer Preis = höheres Risiko – es lohnt sich nicht immer
- LEDs werden nicht durch Strom zerstört – sie werden durch Instabilität und mangelnde Sicherheit zerstört.
- Billiges Netzteil = der teuerste Fehler überhaupt – Verschwendung von LEDs, Pflanzen und Zeit
- Branded = Dokumentation, Zertifizierung, Filterung, Sicherheit
🏷️ Punkt 11: Zertifikate für LED-Netzteile – wer stellt sie aus, was bedeuten sie und wozu dienen sie?
📦 Teil 1: Wozu dienen Zertifikate überhaupt?
- Ein schlecht konzipiertes Netzteil kann:
- einen Stromschlag erleiden,
- einen Brand verursachen,
- Störungen der Sauen,
- gegen EU-Vorschriften verstoßen.
- Zertifikate sind der Nachweis dafür, dass:
- das Gerät den Normen entspricht,
- es ist sicher,
- schadet weder dem Netz noch der Umwelt.
🛠️ Teil 2: Die wichtigsten Zertifizierungen – Hard Facts
| Zertifikat | Wer sendet? | Was wird geprüft? | Obligatorisch? | Für wen? |
|---|---|---|---|---|
| CE | Produzent | Einhaltung der EU-Richtlinien | ✅ JA | Alles in der EU |
| RoHS | EU | Keine giftigen Substanzen | ✅ JA | Die gesamte Elektronik |
| UL | UL (USA) | Elektrische Sicherheit | ❌ EU, ✅ USA | Export nach USA/Kanada |
| TÜV | Deutsche Labore | EMV- und Sicherheitsprüfungen | ❌, aber es lohnt sich | OEM und EU |
| ENEC | EU | Konformität mit EN 61347 | ❌, aber Prestige | Top LED-Lampen |
| CB-Schema | IEC | Gegenseitige Anerkennung | ❌ | Globale Produzenten |
| PSE | Japan | Sicherheit | ✅ Japan | Export nach Asien |
| CCC | China | Chinesische Konformität | ✅ China | Produktion/Verkauf in CN |
⚡ Teil 3: Wichtige Standards, die LED-Netzteile erfüllen müssen
| Standard | Was regelt es? | Anwendungsbeispiel |
|---|---|---|
| IEC 61347-1/-2-13 | Sicherheit der LED-Stromversorgung | ENEC, CE |
| EN 61000-3-2 | Stromoberschwingungen (PFC) | Netzteile >75W |
| EN55015/CISPR15 | EMI - Interferenz | Störaussendung |
| IEC61547 | EMI-Beständigkeit | Schutz vor Störungen |
| UL 8750 | Sicherheit in den USA | Export nach Übersee |
| EN 60598-1 | Sicherheit ganzer Rahmen | Für Lampenhersteller |
🔍 Teil 4: Wie erkennt man, ob ein Zertifikat echt ist?
- Überprüfen Sie das Datenblatt - es sollte eine Nummer, Institution, Standard
- Überprüfen Sie das Logo - echtes CE ≠ China Export
- Keine Dokumentation? ➝ KEIN Zertifikat.
💬 Teil 5: Warum brauchen Sie das in einer Wachstumslampe?
- Damit es jahrelang stabil und sicher glänzt
- Um Feuer, Überspannung, Störungen zu vermeiden
- Damit Steuerungen und Automatisierung reibungslos funktionieren
📚 Quellen
- CE-Konformitätshandbuch – Europäische Kommission
- RoHS2-Richtlinie 2011/65/EU
- IEC 61347-Normen
- UL: Sicherheit von LED-Treibern
- TÜV Süd: LED-Betriebsgeräte
- ENEC Übersicht
- IEEE: EMI-Prüfung von LED-Treibern (2020)
✅ Wichtige Erkenntnisse
- CE und RoHS sind in der EU das absolute Minimum
- TÜV, UL, ENEC = echte Tests, Sicherheit
- Chinesisch ohne Zertifikate = Lotterie
- Mean Well, Sosen = volle Sicherheit, Ruhe und Langlebigkeit
🧱 Das Ende
Sparen Sie nicht am Netzteil. Es entscheidet darüber, ob die Lampe dauerhaft leuchtet oder Rauch ausstößt.
Ein gutes LED-Netzteil ist:
- 💡 Stabiles Licht → besseres Wachstum
- 🌈 Reines Spektrum → effiziente Photosynthese
- ❄️ Niedrigere Temperatur → längere Diodenlebensdauer
- 🛡️ Sicherheit → sichere Growbox
- 📄 Zertifikate → Einhaltung der Vorschriften
Sie können die besten LEDs, Kühlungen, Treiber usw. haben.
...aber wenn Sie ihnen ein PFC-freies Netzteil mit 25 % Welligkeit und ohne Sicherheitsvorkehrungen geben, dann ist das eine Katastrophe.
Sparen Sie nicht 70 PLN – Sie sparen 700 PLN (und Nerven).
Das Netzteil ist kein Zubehör. Es ist das HERZ Ihrer LED-Lampe.