Mit der Diode und dem Kondensator, soll ein Gleichrichter gebaut werden des Spannung durch den Kondensator gleichgerichtet wird.

Die Lösung von dem Link (ganz unten auf der Seite)

http://www.cj-light.de/Newsletter/n1g.html

Würde nicht wählen, das flackern wird man wahrnehmen können.

Um genaue Werte zu erhalten, solltest Du vielleicht mal schreiben was für Diode? Strom? Spannung? Wieviele?

Unschlecht

@jens21

LED Type sollte hell sein, für einen Schaltschrank der Erschütterungen ausgesetzt ist.

Derzeit sind normale Glühbirnen eingesetzt, die jedoch eine zu geringe Standzeit haben!

Netzteil 2A / 42V, die Birnen sind z.Z. mit 1,6A abgesichert.

Insgesamt müssen 20 Glühbirnen ersetzt werden.

Die LED-Type ist noch nicht bestimmt, da habe ich freie Wahl.

Jens21

Zitat:

Original geschrieben von Unschlecht
@jens21

LED Type sollte hell sein, für einen Schaltschrank der Erschütterungen ausgesetzt ist.

Derzeit sind normale Glühbirnen eingesetzt, die jedoch eine zu geringe Standzeit haben!

Netzteil 2A / 42V, die Birnen sind z.Z. mit 1,6A abgesichert.

Insgesamt müssen 20 Glühbirnen ersetzt werden.

Die LED-Type ist noch nicht bestimmt, da habe ich freie Wahl.

Und Birnen wachsen am Baum, sind nicht zur Beleuchtung geeignet.

Dann such Dir mal welche aus..... dann man kann man ne Schaltung dafür dimennisionieren. Nicht die LEDs nach der Schaltung.

Unschlecht

Zitat:

Und Birnen wachsen am Bau

ganz neue Erkenntnisse...........

OK, werde mal schauen , das ich einen LED-Typ finde!

Palada

Hi Unschlecht,

Ich denke, es kann Dir am ehesten mit ein paar Tips zur Dimensionierung geholfen werden:

Wenn man eine Leuchdiode (LED) betreibt, dann bleibt "über ihr" ein typischer Spannungsabfall, der vom Halbleitermaterial abhängig ist. Dieses wiederum bestimmt die Leuchtfarbe. Der Spannungsabfall über roten LED´s beträgt 1,6 bis 2 V, über grünen 2,7 bis 3,2 V und über gelben 2,4 bis 3,2 V. Der Strom durch eine normale LED kann bis zu 20 mA betragen, in der Regel leuchtet sie bei 10 mA oder weniger schon recht ordentlich. Unter "normal" will ich mal ein Kunststoffgehäuse verstehen (Abflachung kennzeichnet die Kathode = kürzerer Anschlußdraht von beiden). Eine LED leuchtet, wenn "plus" an der Anode liegt (immer mit Vorwiderstand).

Man schaltet in Reihe: Eine Gleichrichterdiode, eine Widerstand und dazu alle 20 LED´s (immer Kathode an Anode). Die Kathode der letzten LED an den anderen Pol der Spannungsquelle. Der Elkos kommt über den Widerstand und die gesamte Reihenschaltung von LED´s (Polarität beachten, max.Spannung des Elkos nicht überschreiten).

Nun zur Rechnung:

1. Spannung = 42 V x 1.41 = 59 V (weil der Kondensator sich auf den Scheitelwert auflädt)
2. z.B. grüne LED´s 20 Stck. x 2,7 V = 54 V
3. Spannungsabfall über Vorwiderstand : 59 - 54 V = 5 V
4. Vorwiderstand = 5 V / 0,01 A = 500 Ohm
5. notwendige Belastbarkeit des Widerstandes : 5 V x 0,01 A = 0,05 W = 50 mW

(den Spannungsabfall über der Gleichrichterdiode habe ich mal nicht berücksichtigt, s.u.)

Hier ist der Haken an der Sache:

Deine Spannungsquelle liefert offenbar bei 2 A die besagten 42 V. Damit ist aber nichts über die Leerlaufspannung gesagt ! Da die LED´s nur mit ein paar mA zu Buche schlagen, wird die Spannungsquelle, die vorher für 1,6 A dimensioniert war, eine höhere Wechselspannung liefern. Das heißt im Klartext: Die obige Rechnung taugt nur zur ersten Überlegung. Hier muß zum Multimeter gegriffen werden, damit man weiß, was man tut. Letzlich geht (wohl bedachtes) Probieren über Studieren.

Viele Grüße - Palada

Unschlecht

@ Palada

Vielen Dank für Deine Hilfe,

Bei der ganzen Sache ist folgendes zu berichtigen:

Leerlaufspannung ist 42V

Im Regelfall ist meistens nur eine LED aktiv, max. 2Stk.

Es müsste so Dimensioniert sein, das eine LED an 42V~ funktioniert,
mit möglichst wenig Verlustleistung und einem geringen Bauteilaufwand.
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Zitat: h..p://www.elektroniknet.de/fachthemen/opto/artikel/opto0001.htm

Oft scheint es notwendig, LEDs statt mit Gleichstrom mit Wechselstrom zu betreiben. Um dies zu erreichen, wird gerne der einfache Weg gewählt, nämlich den 60-Hz Wechselstrom mit 120 V durch eine Gleichrichterdiode zu schicken und den Strom mittels eines Widerstands zu begrenzen. Da so eine LED allerdings lediglich mit 1,6 V arbeitet, geht am Widerstand sehr viel Energie verloren.

Eine Alternative stellt die Begrenzung des LED-Stroms mit einem Kondensator dar, wobei eine Shunt-Diode für die Gleichrichtung sorgt. Da weder am Gleichrichter noch an der Leuchtdiode ein nennenswerter Spannungsabfall stattfindet, ist der Strom im Kondensator praktisch gleich der Versorgungswechselspannung geteilt durch die Reaktanz des Kondensators. Es ergibt sich ein durchschnittlicher Kondensatorstrom von

IC = 0,9 x V/XC
Und ein LED-Strom von
ILED = 1/2 x ID = 0,45 V/XC

Dabei ist zu beachten, dass der LED-Strom quadratisch proportional zur Spannung ist. Dies hat niedrige Verluste zur Folge. Bei der Wahl der benutzten Bauele-mente, besonders des Konden-sators, sollte auf hohe Qualität geachtet werden, da sich die Energieverluste so noch weiter senken lassen.
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aber das verstehe ich noch nicht.....

Bedank
Unschlecht

Palada

Der von Dir angeführte Beitrag beinhaltet ja eindeutig die Erkenntnis, daß eine Menge Leistung an einem Vorwiderstand "verbraten" werden muß, wenn man eine LED an einer relativ hohen Spannung betreiben will. Wenn ich mal annehme, daß nur eine LED an 42V Wechselspannung betrieben werden soll, sind es nach der Gleichrichterdiode 59V minus 2,7V Spannungsabfall an der LED = 56,3 V , die am Vorwiderstand abfallen
müssen. Bei einem angenommenen Strom von 10 mA muß der Widerstand 5630 Ohm betragen. Die dabei
über dem Widerstand verlustig gehende Leistung sind 0.563 W. Es ist wahrlich nicht elegant, aber ein 1Watt-Widerstand 5,6 kOhm ist nichts besonderes und ohne weiteres einsetzbar.

Warum auf dieser Homepage mit einem Kondensator herumgeopert wird, muß man , glaube ich, nicht verstehen. Letztlich ist der Kondensator im Wechselstromkreis auch nur ein Widerstand, allerdings ein frequenzabhängiger, was (vereinfacht) mit dem Begriff "Reaktanz" zum Ausdruck kommt. Aber warum kompliziert mit frequenzabhängigen Widerständen hantieren, wenn´s ein ohmscher auch tut ? Fakt ist, daß über ein halbes Watt weg muß.

Eine elegantere Art wäre es, dieses Problem erst garnicht entstehen zu lassen. Also von vornherein runter mit der Spannung, z.B. eine ev. bis dato ungenutzte Anzapfung des Trafos verwenden, oder die Spannung per Kleinsttrafo oder per Kleinstthyristor reduzieren. Hier muß man entscheiden, ob man dann nicht doch lieber zum etwas dickeren Widerstand greift.

Viele Grüße - Palada

CForce

Zitat:

Original geschrieben von Palada
Warum auf dieser Homepage mit einem Kondensator herumgeopert wird, muß man , glaube ich, nicht verstehen. Letztlich ist der Kondensator im Wechselstromkreis auch nur ein Widerstand, allerdings ein frequenzabhängiger, was (vereinfacht) mit dem Begriff "Reaktanz" zum Ausdruck kommt. Aber warum kompliziert mit frequenzabhängigen Widerständen hantieren, wenn´s ein ohmscher auch tut ? Fakt ist, daß über ein halbes Watt weg muß.

Na ganz so einfach kann man sich das nicht machen.
Durch den Kondensator fließt ja nur ein Blindstrom, und bei einem Blindstrom wird keinerlei Leistung verbraten.
Die Ladung welche bei der ansteigenden Spannung in den Kondensator gepumt wird , wird bei der sinkenden wieder in den Stromkreis zurückgegeben.
Es wird bei einem idealen Kondensator keinerlei Energie verbraucht.
Schaltet man die Leuchtdiode nun in Reihe zu dem Kondensator so hat man eine wirkungsvolle Strombegrenzung OHNE die bei Widerständen übliche Verlustleistung.
Allerding muß man die Leuchtdiode mit einer antiparallel geschalteten Diode überbrücken, ohne diese Diode würde sich der Kondensator bei der ersten Halbwelle aufladen und könnte sich nicht mehr entladen.
Die Diode würde also beim Einschalten nur einmal kurz aufblitzen und danach nicht mehr leuchten, abgesehen davon, dass die Diode bei der nächsten Halbwelle zerstört würde, da sie die hohe Sperrspannung nicht aushält.
Besser als die antiparallele Diode ist das Vorschalten eines kleinen Gleichrichters, nicht weil hierdurch noch weniger Verlustleistung entsteht, sondern weil die Diode jetzt bei der Positiven und negativen Halbwelle aufleuchtet.
Die Diode flackert also nicht mehr mit 50 sondern mit 100Hz, was für die Augen wesentlich angenehmer ist (wie bei der Wiederholfrequenz am Monitor auch).
Außerdem braucht der Kond. nur halb so groß zu sein.

Zur Berechnung:
Die exakte Berechnung des Kondensators ist recht aufwendig, da man den Widerstand der Diode nicht einfach mit dem Blindwiderstand des Kondensators addieren kann, hierzu müßte man dann den Pythagoras zur Hilfe nehmen.
Wenn man allerdings davon ausgeht, dass die Wechselspannung deutlich höher ist als die Brennspannung der Diode(n), dann reicht es aus den Blindstrom durch den Kondensator zu berechnen.

zunächst rechnen wir den benötigten Blindwiderstand des Kondensators aus:
42 Volt durch den Diodenstrom also 20 mA = 2100 Ohm

Der Blindwiderstand des Kondensators (xC) berechnet sich nach folgender Formel:

xC = 1 / (2 * Pi * f * C) , wobei C für die Kapazität in Farad und f für die Frequenz steht.
Das ganze umgestellt nach C :
C = 1 / (2 * Pi * f * xC)
Im konkreten Fall:
C = 1 / (2 * 3.14 * 50 * 2100) ergibt 0,0000015165 Farad oder 1,5165 µF.

Das gilt bei Verwendung eines Gleichrichters. Bei Verwendung einer antiparallel geschalteten Diode fließt ja nur der halbe Strom durch die Leuchtdiode, desshalb müßte der Kondensator doppelt so groß sein.
Der tatsächliche Strom durch die Diode wird etwas geringer sein als der Berechnete, da wir ja den Innenwiderstand der Diode vernachlässigt haben.
Übliche Dioden verkraften einen Strom von 20mA, leuchten aber bei 10mA fast genau so hell.
Ein Folienkondensator von 1-1,5µF sollte also ausreichen.

Zum Anschluß des Gleichrichters:
Ich versuchs mal zu erklähren, weil ich heute keine Lust zum Malen hab.

Der Gleichrichter hat 4 Anschlüsse, 2 sind mit dem Symbol (~) für Wechselspannung, einer mit + und einer mit - gekennzeichnet.
Die Leuchtdiode kommt an + und - (Anode natürlich an +).
Ein Anschluß des Trafos kommt an einen der Wechselspannungseingänge, der Kondensator zwischen den anderen Eingang und den verbleibenden Anschluß des Trafos.

Palada

Hallo Unschlecht und CForce,

was mich schon in der frühen Morgenstunde auf´s Board treibt, ist genau das, was CForce inzwischen schon ganz richtig gemerkt hat: Ich habe es mir da tatsächlich leicht gemacht und werde heute mal (im Rahmen meiner Möglichkeiten) versuchen nachzuschauen, ob es schon "fertige LED-Bauelemente" für so eine Anwendung gibt. Alternativ will ich mal ein Auge in Richtung LED´s werfen, die mit geringeren Strömen auskommen.

Was die Lösung mit dem Kondensator anbelangt, so würde ich auch hier auf einen Widerstand zur (Einschalt-)Strombegrenzung zum Schutz der LED nicht verzichten wollen.

Viele Grüße - Palada

Unschlecht

Huhu,

das hört sich schon alles ganz gut an....

Ich werde mal am Dienstag anfangen zu löten.

Melde mich dann wieder

THX
Unschlecht

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