Spannungserzeugung von 82,5 V aus 230 V

Hallo, ich bin neu hier und wende mich gleich mal mit einem Problem an Euch, in der Hoffnung Hilfe zu finden. Für den Bau einer Wohnzimmerlampe, die aus

25 in Reihe geschlateter LEDs besteht, benötige ich eine Stromversorung. Die LEDs benötigen 3,3 V und 20 mA. Ich hatte vor einfach einen Gleichrichter zu nehmen, danach entsprechende Widerstände zu hängen und fertig.

So habe also berechnet: U=3,3Vx25=82,5V I=0,02A

Da muss also der Widerstand 147,5V wegputzen. Ergibt dann:

R=U/I=147,5V/0,02A ungefähr 7K4 Ohm. Die maximal aufgenommene Leistung müsste bei (230V*0,02A) bei ungefähr 5W liegen. Jetzt habe ich hier 11W Widerstände, aber der große (5k6 Ohm) wird schon nach einer Minute so heiß, dass man ihn nicht mehr anfassen kann. Irgendwie nicht beruhigend. Ist das normal, oder stimmt da was nicht? Gibt es vielleicht eine andere, elegantere Lösung?

Als alternative Lösung hatte ich zuerst eine Gleichrichterdiode, die einfach eine Halbwelle wegnimmt genommen, waren dann noch 107 Veff. Blöderweise flackewrt das dann mit 50 Hz. Also auch schlecht. Mit Pufferkondensator kann ich das leider nicht so richtig berechnen....

Ich hätte gerne eine Lösung, bei der kein Strom fließt, wenn der Schalter (direkt in der Lampe, nach den LED's) offen ist. Dafür ist mir leider nichts besseres eingefallen.

Vielen Dank schon mal, Gruß, Leonard

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Leonard Klaus
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Nimm dir lieber einen kleinen Trafo, als direkt an 230V zu arbeiten.

Gruß Udo

--
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Das ist halt der Unterschied: Unix ist ein Betriebssystem mit
Tradition, die anderen sind einfach von sich aus unlogisch.
-- Anselm Lingnau
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Udo Neist

Hallo Udo, das hätte halt den Nachteil, dass ständig Strom fließen würde, ein Gedanke, der mich nicht begeistert (bin voll gegen Standby). Ich haben mir das allerdings auch schon überlegt, dann aber bei Conrad keinen Trafo gefunden der über 30 V erzeugt.....

Gruß Leonard

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Leonard Klaus

Hi!

Ich weiß nur nicht, ob die Dioden den Spitzenstrom aushalten. Bedenke: 230V effektiv sind 324V Spitze. (324V-82,5V)/7k4 = 33mA. Und bei 5k6 sinds schon 43mA.

Ist normal, würde ich sagen. Und mit Gehäuse drumherum natürlich noch schlimmer als ohne.

Hast Du mal Strom und Spannung gemessen?

Ich denke schon. Siehe unten...

Damit gewinnst Du nix. Der Kondensator (hinter dem Vorwiderstand) muss ja auch erstmal geladen werden (erste Halbwelle), damit er die LEDs in der zweiten Halbwelle versorgen kann. Kommt am Ende das gleiche raus. Mit Kondensator vor dem Vorwiderstand wirds noch schlimmer, da der sich dann auf die Spitzenspannung = 1,41 * 230V auflädt und Du noch mehr verbraten musst.

Ich glaube, Du suchst ein Kondensatornetzteil. Hat nix mit dem Pufferkondensator zu tun, sondern Du nimmst einen Kondensator (passender Größe und Spannungsfestigkeit!) als "Vorwiderstand" vor dem Gleichrichter (und hinter dem Gleichrichter direkt die LEDs). Da er keine Leistung verbrät, wird er auch nicht warm.

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Oberes Schaltbild. Cg lässt Du am besten weg (100Hz Flackern stört ja nicht) und auf die Zenerdiode kannst Du ebenfalls verzichten. Berechnung steht dabei.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

|> R=U/I=147,5V/0,02A ungefähr 7K4 Ohm. Die maximal aufgenommene Leistung |> müsste bei (230V*0,02A) bei ungefähr 5W liegen. Jetzt habe ich hier 11W |> Widerstände, aber der große (5k6 Ohm) wird schon nach einer Minute so |> heiß, dass man ihn nicht mehr anfassen kann. Irgendwie nicht beruhigend. |> Ist das normal, oder stimmt da was nicht? Gibt es vielleicht eine |> andere, elegantere Lösung?

Kleine Lötkolben haben auch nur 6W ;-) Dass man ihn nicht mehr anfassen kann, heisst also nichts. Schon bei 60° hält man es mit Mühe höchstens ein paar Sekunden aus.

--
         Georg Acher, acher@in.tum.de
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         "Oh no, not again !" The bowl of petunias
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Georg Acher

Leonard Klaus schrieb im Beitrag ...

Noe. (Leucht-)Dioden lassen Strom nur in einer Richtung durch. Damit im Schnitt 20mA fliessen, muessen also vorwaerts 40mA durch.

147,5 * 0.02

3W

3W macht so heiss das es weh tut, ja.

siehe de.sci.electronics FAQ:

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suche "geringere Verluste" statt einer LED nimm 25 in Reihe, statt 1N4148 nimm

1N4004 und statt 270nF nimm 390nF wegen der 25 LEDs.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
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MaWin

Hallo Michael, danke für den Tip. Nur steht leider in der Seite nicht drinnen, wie ich die Spannung so anpassen kann, dass dann 82,5V rauskommen. Mit Zehnerdiode werden es 24V, ohne 325V. Also begrenzt hier nur die Zehnerdiode die Spannung. Und obs eine für 82,5V gibt wage ich zu bezweifeln.

Gruß Leonard

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Leonard Klaus

...

1N4004

Hallo MaWin, danke für den Rat. Werde ich veruchen. Die Widerstände kann ich gleich lassen? Die Spannung passt dann auch?

Gruß Leonard

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Leonard Klaus

...

1N4004

Hallo MaWin, ich muss leider nochmals was fragen. Ich habe eben bei Conrad geschaut und leider kleinen Kondenstaor mit 390 nF gefunden. Da gibts nur 330 nF oder 470 nF von den X2. Kann ich dann einen von denen nehmen?

Gruß Leonard

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Leonard Klaus

Hi!

^^^^^^^^^^^^^

Hatte ich auch erst überlesen :-)

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

n=20

aus=20

ng.=20

und=20

Zu der Dimensionierun der Vorwiderst=E4nde und so kann ich Dir jetzt auch= =20 nichts sagen, aber denk daran, da=DF normale LED-Geh=E4use keinen=20 ausreichenden Schutz gegen Ber=FChren bieten und so ohne galvanische=20 Trennung in jedem Fall eine Abdeckung =FCber die LEDs mu=DF.

Etwas sicherer bist Du mit einem Trafo, die 80V sind zwar auch =FCbel=20 anzufassen, alber besser als den Au=DFenleiter des 230V-Netzes direkt.

Wenn Du einen Schalter auf der Prim=E4r-(230V-)Seite einbaust hast Du auc= h=20 Null Standby-Verbrauch.

Ciao Dschen

--=20 Dschen Reinecke

=3D=3D=3D der mit dem Namen aus China =3D=3D=3D

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mailto: snipped-for-privacy@dschen.de

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Dschen Reinecke

Hi!

Der Kondensator begrenzt den Strom wie Dein Vorwiderstand. Den Widerstand hast Du bereits berechnet als 7k4. Diesen Widerstand (Xc) möchtest Du mit dem Kondensator nachbilden, also

1 / (2 pi f C) = 7400

C = 1 / (2 pi 50 7400) = 430 nF

Je größer der Kondensator, desto mehr Strom fließt. Da Du in den Spitzen ohnehin schon einen größeren Strom hast, würde ich den nächstkleineren Kondensator nehmen. Er sollte aber die Spannung aushalten können, ein Entstörkondensator für Netzspannung ist dafür ausgelegt. Ich würde einen "MP3-X2 330n" für EUR 0,84 bei Reichelt nehmen. Das macht dann:

Xc = 1 / (2 pi f C) = 9646 Ohm

es fließt ein mittlerer Strom von

(230V - 82,5V) / 9646 Ohm = 15 mA

und ein Spitzenstrom von

(325V - 82,5V) / 9646 Ohm = 25 mA

Wenn Dir die LEDs damit nicht hell genug sind, dann bapp noch einen MP3-X2 100n parallel zum 330n und Du hast die oben berechneten 430n. Damit hast Du aber auch wieder einen saftigen Spitzenstrom. Eine größere Kapazität (gleich einen 470n) würde ich keinesfalls nehmen, das wäre wohl etwas zuviel für Deine Dioden.

Nein, nicht direkt. Ohne Zenerdiode, mit Kondensator Cg und _ohne_Last_ wären es 325V. Der Kondensator Cr wirkt eben wie ein Vorwiderstand, er begrenzt den Strom. Nimmst Du hinter dem Kondensator keinen Strom ab, _dann_ liegt dahinter die volle Spannung. Und glättest Du sie mit Cg, dann sogar die Spitzenspannung. Bei einem Vorwiderstand statt Kondensator ist das aber genauso!

Ja, die Zenerdiode begrenzt die Spannung für den Fall, daß Du hinten keinen Strom abnimmst. Das ist ja hier ein Netzteil für beliebige Schaltungen, und beliebige Schaltungen nehmen mal mehr und mal weniger Strom ab. In dem Fall "spielt" die Zenerdiode dann Last, sie nimmt den Strom auf, der nicht in die Schaltung geht, und begrenzt damit die Spannung.

In Deinem Fall begrenzen Deine Dioden die Spannung. Wenn sie eingeschaltet sind. Schaltest Du sie aus, steigt die Spannung hinter dem Kondensator auf Netzspannung - wie beim Vorwiderstand! Für Cg wäre das tödlich, drum solltest Du ihn ja auch weglassen. Deine Dioden hingegen interessierts nicht, denn sie sind ja grad ausgeschaltet. Wie gesagt, mit Vorwiderstand ist das alles genauso.

So, eins noch: Mir scheint, Du hast doch weniger Ahnung, als ich zuerst angenommen hatte. Darum in aller Deutlichkeit: DAS KANN DICH TIERISCH GRILLEN!

_Eigentlich_ hätte ich Dir raten sollen, ein wenig auf die Optik zu verzichten, die Dioden nicht alle in Reihe sondern als mehrere Reihen parallel zu schalten und einen kleinen Trafo zu nehmen (bei Reichelt gibts auch vernünftige, die im standby nicht soviel Strom selbst verbraten. Fangen mit "ECO" an). Eine Beerdigung ist teurer als 50 Jahre standby.

Aber ich hab mit halt gesagt, wenn Du Spielereien mit Vorwiderstand am Netz überlebst, dann überlebst Du auch Spielereien mit Kondensator als Vorwiderstand. Also SEI BITTE VORSICHTIG! __J_E_D_E_R__ Punkt in Deiner Schaltung kann gerade Netzspannung tragen, auch die Massepunkte! Kommt nur drauf an, wie herum Du den Stecker reinsteckst. Und Re in der Schaltung ist auch nicht zum Spaß, sondern er entlädt den Kondensator im abgeklemmten Zustand, damit Du nicht sogar am Netzstecker einen gezwiebelt bekommst. Also: UNBEDINGT die 1M Ohm parallel zum Kondensator. Und wenn Du bastelst, IMMER erst den Netzstecker ziehen und DREI SEKUNDEN WARTEN, bis Du _irgendetwas_ anfasst.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Ein Kondensator als Vorwiderstand wirkt Wunder. Was Du eigentlich willst ist doch eine Strombegrenzung, also mach sie. 230-80 = 150 V die überm Kondensator 20 mA bei 50 Hz lassen sollen. Das gibt zumindest eine Größenordnung, genau ist das natürlich nicht, Weil die Phase sträflicherweise vernachlässigt wurde und Deine Last alles andere als Resistiv ist. Das kannst Du jetzt rechnen oder besser, weil LEDs eben nichtlinear sind einfach mit spice mal kurz aufbauen. Anstelle der LEDs tuns auch eine Reihe einfacher Dioden oder ein paar passende Zener (in Spice rauchen die Teile ja nicht ab und werden nicht warm ;-)

Martin

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Martin Schönegg

So nicht. Eine Wohnzimmerlampe unterliegt der Bedienung beliebiger Personen und muss daher einen gewissen Sicherheitszustand haben. Deine Lösung hat ihn nicht, denn es fehlt die galvanische Trennung. Wer an der falschen Stelle an spannungsführende Teile packt, hat eine sehr übersichtliche Restlebensplanung. Darum empfehle ich, deine Lösung nicht weiter zu verfolgen.

Deine LED brauchen 20 mA und 3,3 V. Schalte sie in 5 Reihen zu jeweils 5 in Serie geschalteten LED, jeder Strang erhält zusätzlich einen Vorwiderstand von 25 Ohm. Damit fliessen ca 100 mA, bei 16.5 V. Besorge dir ein Steckernetzteil (aus Sicherheitsgründen _sehr_ zu empfehlen) und zwar eines mit Gleichspannungsausgang, und schliesse es richtig gepolt an. Fertig.

Und noch eine Bemerkung zum Schluss: Deine Sicherheit sollte am A_Anfang_ aller Überlegungen stehen. Lies dir bitte entsprechende Literatur durch. Die VDE-Normen sind nicht aus Spass entwickelt worden.

Robert

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R.Freitag

Hallo Michael, Danke für die ausführlich Erklärung. Ich denke ich werde es so machen. Ich hatte ursprünglich auch vor die LEDs parallel zu schalten, auf Grund der Trafolosen Möglichkeit habe ich mich dann für Reihe entschieden. Ausserdem bräuchte ich dann auch noch eine Strombegrenzung um die LEDs nicht durchzufeuern, wo ich wieder bei dem Problem der Widerstände wäre. Mehrere parallele Reihen gehen leider nicht, der Platz in der Lampe ist recht eingeschränkt.

Allerdings wird die ganze Lampe ordentlich abgesichert und mit Schutzleiter versehen (Metallgehäuse), von daher habe ich keine großen Bedenken auf Grund der Netzspannung. Aber natürlich werde ich vorsichtig sein, ist immer unangenehm, wenn man einen gelangt bekommt.

Gruß Leonard

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Leonard Klaus

Hallo Robert, die Lampe ist aus Metall und ordentlich mit Schutzleiter aufgebaut. Wenn ich die Schaltungen ausprobiere arbeite ich mit einem Trenntrafo für die galvanische Trennung. Durch den Schutzleiter und eine Absicherung in der Stromversorgung ist das Risiko im Betrieb denkbar gering.

Gruß, Leonard

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Leonard Klaus

Leonard Klaus schrieb im Beitrag ...

Widerstandswerte wie angegeben, 330nF wird gehen, wenn du auf jeden Fall volle Helligkeit haben willst nimm 470nF, aber das laesst dann mehr als

20mA fliessen.
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de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
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MaWin

Hi..

Du kannst auch welche parallel schalten, die Werte summieren sich dann. Ab drei davon bist aber bei Reichelt mit Porto billiger als bei Conrad zu Fuß umme Ecke. :-)

Ei schau, da hast es ja auch beschrieben. Ich hatte die FAQ vergeblich nach "Kondensatornetzteil" durchsucht. Heißt diese Schaltung nicht so?

Was macht denn der 1k "Sicherungswiderstand"?

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Michael Eggert schrieb im Beitrag ...

FAQ F.9.3. Kleinnetzteil ohne Trafo lesen ? Genannte TB008 lesen ?

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MaWin

Wenn man ins Datenblatt von Leistungs-Widerständen sieht, steht dort u.a. dass sie bei Nennlast bis zu 350 Grad warm werden dürfen. Deshalb werden sie manchmal nicht eingelötet, sondern geschweisst... Gruss Harald

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Harald Wilhelms

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