LEDs an 230V AC

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

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exclis066
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Mi, 08.01.14, 22:51

Hallo,

ich möchte folgendes Projekt realisieren ,quasi klonen.
Nun ,der Sinn von TLP3063(MOC3043) in dieser Schaltung verstehe ich nicht.Hat jemand eine Idee?
Falls einer Verbesserungsvorchläge hat ,wäre nett.


Vielen Dank schon für eure Hilfe!
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Achim H
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Do, 09.01.14, 00:43

Die beiden Gleichrichter sind falsch angeschlossen.

L bzw. N müssen oben bzw. unten angeschlossen werden.
Plus ist dort, wo momentan L angeschlossen ist.
Minus ist dort, wo momentan N angeschlossen ist.

Die beiden Widerstände R1+R2 sollen die Kondensatoren C1 bzw. C2 kurzschließen. Diese gehören nicht zwischen L und N.

Die Schaltung wird nicht funktionieren.
Der Strom für die Leds muss irgendwoher kommen und irgendwohin abfließen.
Led-Vorwiderstand fehlt.


An der Netzspannung rumspielen und dabei solche gravierende Fehler einbauen, grenzt schon an Größenwahn.
vorprogrammiert: Wohnungsbrand, Tod.
Mit viel Glück fliegt vorher die Sicherung raus.

Ich sage mal lieber nicht "Willkommen im Forum", das lohnt sich wahrscheinlich nicht.
exclis066
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Do, 09.01.14, 14:29

Vielen Dank schonmal Achim H,

Wegen Gleichrichter, es war spät und ich war müde:),Aber R1 und R2 sind vielleicht zum entladen gedacht?
Und fehlender Vorwiderstand hat mit TLP 3063 zutun vielleicht?Dann Kamm mir 3x3,9K zu wenig vor :!:

Der Sinn von TLP3063(MOC3043) in dieser Schaltung verstehe ich immer noch nicht :(

Und ich habe gerade angefangen Elektrotechnik zustudieren daher durch "Willkommen im Forum" motiviert Mann ein bißchen mehr oder?
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Achim H
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Do, 09.01.14, 19:24

Der Sinn von TLP3063(MOC3043) in dieser Schaltung verstehe ich immer noch nicht
ich auch nicht.

Gegenfrage: wo hast Du diese Schaltung her?
Ich meine, man plant doch kein Bauteil in eine Schematik ein, wenn man deren Funktion nicht weiß.
Entsprechend schmeißt man das Bauteil raus.

Ich habe auch schon Kondensatornetzteile gebaut.
Wegen Gleichrichter, es war spät und ich war müde:)
Das ist keine Entschuldigung. Dann muss man an einem anderen Tag nochmals über die Schaltung schauen, ob es alles korrekt ist.
Lieber 3mal mehr kontrollieren. Mit Netzspannung spaßt man nicht.
Aber R1 und R2 sind vielleicht zum entladen gedacht?
Diese Widerstände werden parallel zu den Kondensatoren eingebaut. Ohne Umweg über einen Gleichrichter oder andere Bauteile.
Jeder Kondensator bekommt seinen eigenen Entladewiderstand (unbedingt auf die Spannungsfestigkeit der Widerstände achten, notfalls 2 in Reihe schalten).

Die Kondensatoren müssen vom Typ X2 und selbstheilend sein.
Für 230V AC sind solche mit 250V AC bzw. 630V DC geeignet.
Wenn man die maximal mögliche Netzschwankung (+/- 10%) berücksichtigt, wären solche mit 275V AC bzw. 300V AC besser geeignet.

Zusätzlich empfehle ich einen Varistor zwischen L und N, zum Beispiel: Epcos S07K275. Dieser wird bei Überschreiten von Vrms = 275V AC schlagartig hochohmig und erzeugt einen Kurzschluss, die Sicherung fliegt raus. Die Bauteile werden geschützt und bekommen die Überspannung nicht ab.

Im Übrigen fehlt der Schutzwiderstand (Rs), der als eine Art Stoßstrombegrenzer wirkt.

Lesetipp:
Elektronik Kompendium: Kondensatornetzteil
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Do, 09.01.14, 21:37

Die Schaltung gehört zu einer Maschine von Onkel .Für die Verwandte, wenn Mann ET studiert, automatisch kannst du das...dies ... und ich bin nicht nein Sager, weist du bestimmt dieser Thematik :) .

Ich habe 2 Leiterplatten vor mir aber nur eine funktioniert, jetzt muss ich die Kaputte nachbauen.
Aber bevor ich etwas nachbaue und Leiterplatte bestelle, muss ich die Schaltung verstehen .
Deswegen versuche ich auf Original treu bleiben. Aber TLP3063 macht mich Warnsinn.

Und R1 und R2 sind im Original Schaltung so gebaut aber kann dass sein, vielleich irgendein Sinn hat?

Kondensatoren sind im Original MKT 330nF 400V ,würde ich gleiche nehmen.
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Achim H
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Do, 09.01.14, 23:48

Die Schaltung gehört zu einer Maschine von Onkel .
Kann es sein, dass diese Schaltung zu einer Zeit entstand, als es noch die 220V Netzspannung gab (Umstellung auf 230V ab 1987)?
Kondensatoren sind im Original MKT 330nF 400V ,würde ich gleiche nehmen.
Diese sind aber nur für Wechselspannungen bis max. 200V zulässig.
Sicherer: WIMA MKP-X2 (275V~, selbstheilend).

Der TLP3063 ist ein optokopptischer Triac.
Datenblatt TLP3063
Die Infrarot-Diode* sendet ein IR-Licht zum Triac. Bleibt das Licht aus, sperrt der Triac, andernfalls wird dieser leitend.

* laut Datenblatt: typ. 1,15V @ 10mA

Wenn Du dir die Schematik anschaust, ist dieses Bauteil etwas sinnfrei.
Wenn Du es weglässt, kannst Du die Kathode der letzten Led direkt an Minus des Gleichrichter anklemmen.

Für 48 Leds mit einem Strom von 20mA ist ein 315nF Kondensator ausreichend. Da es diesen nicht gibt, nimmt man den nächst höheren, aber erreichbaren Wert. Und das wären 330nF.

Damit kann eine Spannung von 176V erzeugt werden.
Maximal könnten aber auch 209V entstehen (ausgehend von einem C mit 10% Toleranz).

48 gelbe Leds benötigen bei 20mA eine Spannung von ungefähr 48x 3,2V = 153,6V.
Led-Vorwiderstand: (176V - 153,6V) / 0,02A = 1,12k
Nächst erreichbare Wert = 1,1k --> 0,02036A --> 20,36mA
Nächst höhere Wert = 1,2k --> 0,01866A --> 18,66mA

Für die IR-Diode ist ein Vorwiderstand mit 17485 Ohm erforderlich (10k + 7,5k in Reihe = 17,5k).
IR-Diodenstrom mit 17,5k als Vorwiderstand = 9,99mA
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Fr, 10.01.14, 00:47

Hi Achim H,
Achim H hat geschrieben:Kann es sein, dass diese Schaltung zu einer Zeit entstand, als es noch die 220V Netzspannung gab (Umstellung auf 230V ab 1987)?
Ja, die Maschine ist sehr alt.
Ich werde TLP3063 wegtun und als Kondensator WIMA MKP-X2 (275V~, selbstheilend) 330nF nehmen.

Ich werde am Wochenende Eagle datei anpassen und natürlich melden.

Vielen Dank nochmal
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BrandyJr
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Fr, 10.01.14, 15:08

Achim H hat geschrieben:48 gelbe Leds benötigen bei 20mA eine Spannung von ungefähr 48x 3,2V = 153,6V.
Meinst du nicht eher 48x 2,3V?
Gelbe LEDs haben selten über 2,5V Flußspannung und das macht in Summe dann schon mehr als 30V Differenz aus (43V bei Uf=2,3V). :shock:
Außerdem sollten die Widerstände dann auch für die entsprechende Leistung ausgelegt sein. Ich denke, dass hier z.B. 3x 3,9k genutzt wurden um die Leistung auf drei Widerstände aufzuteilen, anstatt einen großen zu nutzen. Also lieber nochmal nachrechnen.

Ich habe zwar nix mit Spannungen >25V am Hut, aber der Optokoppler scheint mit dieser Beschaltung wirklich überflüssig zu sein.
Habs einmal mit LTspice nachgebaut, einfach weil ich sehen wollte was da passiert. :mrgreen:
Ich sehe im Ausgang keine Unterschiede... (grün - Eingangsspannung | blau - LED Strom)
Schaltung mit LTspice nachgebaut.<br />V (grün) ist die Eingangsspannung<br />I (blau) ist der Strom durch die Dioden
Schaltung mit LTspice nachgebaut.
V (grün) ist die Eingangsspannung
I (blau) ist der Strom durch die Dioden
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Fr, 10.01.14, 18:47

Leds ,was ich nehmen wollte ,sind 2.1 V.

ich werde Led-Vorwiderstand ensprechend anpassen und mit LTspice nachgebauen,ich habe noch viellll zutun :)
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Achim H
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Fr, 10.01.14, 21:46

BrandyJr hat geschrieben:
Achim H hat geschrieben:48 gelbe Leds benötigen bei 20mA eine Spannung von ungefähr 48x 3,2V = 153,6V.
Meinst du nicht eher 48x 2,3V?
Gelbe LEDs haben selten über 2,5V Flußspannung und das macht in Summe dann schon mehr als 30V Differenz aus (43V bei Uf=2,3V). :shock:
Ich hatte mir als Referenz die Nichia Top SMD LED amber hier aus dem Shop angeschaut.
Diese hat eine Vorwärtsspannung von 3,2V @ 20mA.
Ich habe noch niemals irgendwo gelbe Leds verbaut, daher habe ich auf die Angaben vertraut.
Ich habe zwar nix mit Spannungen >25V am Hut, aber der Optokoppler scheint mit dieser Beschaltung wirklich überflüssig zu sein.
Nicht nur das.
Die IR-Diode im Opto wird parallel zu den Leds betrieben. Der Strom (20mA) teilt sich entsprechend auf beide Stränge auf. Lässt man den Triac weg, können die Leds mit den kompletten 20mA arbeiten.
Angeschlossen an 230V~ (nicht 220V~) würden ca. 176V DC entstehen.

Zu der Zeit, als es die 220V~ Netzspannung noch gab, konnte der C nur max. 148V @ 20mA (nach dem Gleichrichter) erzeugen.

Was Deine Schaltung angeht.
"Patsch" (Schlag in den Nacken) :wink: . Der 1N4148 ist für Spannungen größer 75V ungeeignet.

Wieso ist R2 von Plus nach Minus geschaltet worden?


Mein Entwurf
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Achim H
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Sa, 11.01.14, 18:58

Wenn Du den X2 Kondensator auf 220n verkleinerst, erhältst Du zwar nur 15mA, aber Du brauchst nicht ganz so viel Spannung über einen Led-Vorwiderstand vernichten.

Ich habe ausgerechnet, dass der Kondensator mit 220n und einem Led-Strom von 15mA rund 105V (nach dem Gleichrichter) erzeugen kann.

Die von Dir ausgesuchte Led hat bei 15mA eine Vorwärtsspannung von 2V.
48 Leds x 2V = 96V
105V - 96V = 9V

Vorwiderstand: 9V / 0,015A = 600 Ohm

Geeigneter Widerstand bei Reichelt: 604 Ohm (0,6 Watt, 1% Toleranz)

Bei einem 330n Kondensator wären das rund 80V, die vernichtet werden müssten.
80V x 0,02A = 1,6 Watt. Dafür müsstest Du schon einen 3 Watt Widerstand einbauen.
Da 2 Kreise auf der Platine sind, wäre der Verlust entsprechend 2x 1,6 Watt = 3,2 Watt.

Mit einem 220n Kondensator brauchen nur 9V vernichtet werden.
9V x 0,015A = 0,135 W
Und das mal 2 sind 0,27 Watt.
Deutlich weniger Verlustleistung.
exclis066
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So, 12.01.14, 22:48

Es ist mir nicht leicht gefallen, ein Layout mit Eagle zu erstellen.
Es wäre schon , wenn alle Bauteile in der Bauteilebibliothek exizistieren würde :)
rolandk
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So, 12.01.14, 23:08

Ich sage mal lieber nicht "Willkommen im Forum", das lohnt sich wahrscheinlich nicht.
???

ist das forum hier nur für elitäre nix-fehlermacher ? Hier steht doch dran "LED Anfänger", also bitte !

Dann muss ich mich jetzt wohl leider wieder abmelden...
Borax
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So, 12.01.14, 23:59

ist das forum hier nur für elitäre nix-fehlermacher
Nein. Ganz bestimmt nicht. Nur sind 230V eben nicht für "LED Anfänger" geeignet. Fehler kann man sich da einfach nicht erlauben. Beim Betrieb an Niederspannung wird hier jedem geholfen - ganz egal wie viele Fehler gemacht werden. Nur wenn wir hier einen Tipp geben den dann jemand eben mit 'Fehler' befolgt, kann das bei 230V auch sehr böse Folgen haben. Drum sagen wir da oft auch gar nichts dazu...
rolandk
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Mo, 13.01.14, 00:08

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Fehler kann man sich da einfach nicht erlauben
der mensch ist aber nunmal leider sehr fehlerbehaftet - und technik selbst ist auch nicht perfekt (u.a. weil sie von menschen gemacht ist). manche vergessen oder ignorieren das leider ganz gern. leute die atomkraftwerke bauen und betreiben zum beispiel ;)

abgesehen davon kann durch einen falschen tip auch bei 12v eine schaltung abrauchen und das ganze haus abfackeln.
exclis066
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Mo, 13.01.14, 00:24

Hallo Rolandk,

Achim H ist nicht böse gemeint, daher bitte beim Thema bleiben.

Danke
exclis066
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Do, 16.01.14, 13:57

Ich fast fertig aber nicht sicher.
Aber ich bin noch Überlegen ,ob LED_Trafo 12V/1A vielleicht mehr Sinn macht aus Sicherheitsgründen.
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Achim H
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Do, 16.01.14, 15:29

An das Board solltest Du dich noch einmal ransetzen.

Durch das Verdrehen jeder 2. Led machst Du dir das Leben nur selber schwer. Insbesondere beim Bestücken wird's lustig. Da braucht nur 1 falsch gesetzt werden und schon sind auch alle nachfolgenden Leds falsch herum.

Die Leds kann man auch verdrahten, wenn diese alle in die gleiche Richtung zeigen.
reihe_leds_auf_board.png
Die Widerstände R4 und R5 solltest Du um 180° drehen.

2 Netzspannung_führende Leiterbahnen zwischen den Beinchen eines SMD-Brückengleichrichter sind ein absolutes No-Go.
Notfalls den Brückengleichrichter drehen.

Mindestabstand für 230V~ (bis 500V DC):
100mil (ca. 2,54mm) ohne Lötstopplack,
60mil (ca. 1,52mm) mit Lötstopplack.

Abgesehen davon: der DF06M ist ein DIL-Gleichrichter, kein SMD.

Leiterbahnen für Netzspannung sollten nur auf einer Seite bleiben.
Und schon gar nicht, diese zwischen den Lötflächen mehrerer SMD-Leds durchführen.

Der Varistor sollte so dicht wie möglich an L und N montiert werden.
Die Leiterbahnen zu diesem Bauteil dürfen etwas dicker sein. Immerhin produziert es einen Kurzschluss bei Überspannung.


Nachtrag:
Der Widerstand zum Entladen der X2-Kondensatoren sollte größer als 100 Ohm sein. Möglicherweise nur ein Rechtschreibfehler und es waren 100k gemeint.
Zuletzt geändert von Achim H am Do, 16.01.14, 21:23, insgesamt 1-mal geändert.
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Do, 16.01.14, 21:01

Ich werde noch einmal ransetzen aber wegen Uni muss bis ende Februar warten.

Vielen Dank noch mal Achim.
Hereoner
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Mi, 14.01.15, 15:04

der TLP3063 hat folgenden Grund:
Im Prinzip handelt es sich um ein Kondensator-Netzteil. Doch das große Problem bei den Kondensatornetzteilen ist der Einschaltzeitpunkt.
Die potentialle sind am Kondensator am Anfang (noch nicht an Steckdose angeschlossen) gleich. Somit ist der Widerstand gering.
Im Worst-Case-Szenario passiert nun folgendes. Man steckt den Stecker bzw. schaltet es ein wenn gerade die Eingangsspannung maximal ist. Also hat man plötzlich ca. 325V an den Klemmen anliegen. Der Kondensator ist in diesem Moment leitend und es fällt erstmal keine nennenswerte Spannung am Kondensator ab. Das würde dazu führen, dass an den LEDs somit 325V anliegen würden.

Der TLP3063 ist mit einem Zero-Cross-Circuit ausgestattet, der erst beim Nulldurchgang die Last durchschaltet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die LEDs erst angeschaltet werden wenn der Kondensator aufgeladen wird und den Strom begrenzt.

Ich würde somit nicht auf den TLP3063 verzichten ;)
Dima3243
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Mi, 14.01.15, 15:12

Ich gebe mal mein Senf dazu habe mir damals dieses Bauteil von C besorgt

Solche Dinge gehören in ein Gehäuse, denn ungeschützt sollte man den Mist
während des Betriebs nicht anfassen,
angenehm war anders xD
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exclis066
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Do, 15.01.15, 02:41

Hallo,

Entschuldigung für verspätete Antwort , aber ich habe Problem anders gelöst.
Ich habe nicht mehr 230V~, sondern 12V DC mit 4 Led und Vorwiderstand genutzt.

Danke an alle
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