Led-Leuchmittel und Dimmer-Mindeslast

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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Thron
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Di, 18.09.07, 20:57

Hi LED-Kenner,

in einer Raumbeleuchtung wurden Led-Leuchten verbaut.
Leuchtmittel 3x1W anschlussfertig an 230V/50Hz.
An einem Dimmer mit sowohl Phasen-AN-schnitt, als auch an Phasen-AB-schnitt
beginnt nach kurzem Betrieb das Leuchtmittel zu blinken.
Wahrscheinlich ein Problem des Dimmers wegen der Mindestlast...(?)
Reicht es nun einfach über einen Widerstand Leistung zu verbraten...?...20Watt in Wärme umwandeln...?...oder geht so etwas auch "eleganter" ?

Vielen Dank für Aufklärung

MfG.....Thron
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Di, 18.09.07, 21:11

Ich vermute, die LED-Leuchtmittel sind nicht dimmbar.
Was sind die genauen Daten dieser Leuchtmittel?

Um LEDs zu dimmen, sollte man PWM einsetzen. Das geht nur wenn Dimmer und Leuchtmittel aufeinander abgestimmt sind.
Ein einfacher Triac-Dimmer geht wunderbar mit Glühobst, funktioniert aber nicht mit fertigen 230V LED-Leuchtmitteln.
Das LED-Leuchtmittel hat ein eingebautes Netzteil, daß den Strom soweit möglich konstant hält. Geht das nicht mehr, fängt es an zu takten - es blinkt. Wenn du weiter runterdrehst, geht es aus.
Es ist vermutlich ein Schaltregler im LED-Leuchtmittel verbaut.

Diese Leuchtmittel können nicht gedimmt werden.
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Thron
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Di, 18.09.07, 21:44

Die Leuchten werden zwar über einen Dimmer betrieben, aber nicht aktiv gedimmt. Der Dimmer steht auf 100%.
Daher würde ich noch nicht in Frage stellen ob diese Leuchtmittel generell nicht gedimmt werden können.
(Was aber auch noch nicht ausgeschlossen werden soll)
Da aber Dimmerausgang auf 100% steht tipp ich vorerst weiterhin auf Dimmer-Mindeslast....
luckylu1
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Di, 18.09.07, 23:50

erst mal kurz zum begriff der phasenen anschnitt dimmer, phasenabschnittdimmer, mmm was ist denn nun richtig?
phasenabschnittdimmer sind zwar theoretisch baubar, werden meines wissens nach aber nicht produziert. die erklärung ist recht simpel, für einen phasenanschnittdimmer benötigt man nicht viel, mit 5 bis 10 bauteilen ist das erledigt, für einen phasenabschnittdimmer bräuchte man eine viel grössere menge an bauteilen und technisch sind beide varianten praktisch gleichwertig. vermutlich wird nur des öfteren ein anderes wort für das gleiche produkt verwendet, damit kann man den kunden dumm halten oder meist noch schlimmer, der verkäufer weiss es selbst nicht!

zum prinzip: zur anwendung kommen triac´s oder thyristoren, beide bauteile haben die eigenschaft solange den strom
passieren zu lassen, bis ein minimalstrom unterschritten wird, dann sperren sie wieder. zum ende der sinuswelle
wird die spannung und somit der strom immer geringer, kurz vor dem nulldurchgang ist der strom zu klein und das
bauteil schaltet ab. da zu diesem zeitpunkt aber noch etwas fehlt, an der kompletten sinuswelle, ist eine 100%´tige ausnutzung dieser nicht möglich. nach dem durchlaufen des nullpunktes benötigt der triac wieder einen steuerimpuls, da dieser nicht unendlich klein ist, ist auch hier zumindest bei einfachen schaltungen keine 100%´tige ausnutzung möglich. wird der stromfluss über die steuerelektrode verzögert "zündet" der triac später
und der bis zu diesem zeitpunkt vergangene teil der sinuswelle wird nicht wirksam. da ein thyristor nur in einer richtung durchlässig ist, wird zu dessen betrieb entweder eine grätzbrücke oder drehstrombrücke vorgesetzt, es werden antiparallele thyristoren benutzt oder die thyristoren sind teil der gleichrichterschaltung. ein triac ist eine interne parallelschaltung von 2 thyristoren.

warum mit schaltnetzteilen ausgerüstete geräte nicht mit phasenanschnitt gedimmt werden können ist recht einfach zu verstehen.

grundvoraussetzung für ein schaltnetzteil ist, das eine gleichspannung zur verfügung steht, diese wird meistens mit hilfe einer grätzbrücke erzeugt. da diese spannung ja schwankungen bis zu 0 volt hätte, folgt dem gleichrichter ein ladekondensator, dieser ist zum sicheren betrieb meistens so diemensioniert, das bis zu 3 ausfallende netzhalbwellen keinen einfluss auf die funktion, auch unter volllast, des schaltwandlers haben.
durch diese reichliche dimensionierung, wird die aus dem ladekondensator entnommende leistung nur bei annähernder maximalhöhe der sinuswelle ergänzt. da ein kondensator ja den strom nicht begrenzt und das vollladen gewünscht ist, folglich auch kaum externe begrenzungen bestehen, kommt es in dieser sehr kurzen zeit zu recht beträchtlichen stromspitzen. dieses szenario bedeutet aber, das der phasenanschnittdimmer bis kurz vor dem erreichen der maximalen spannung völlig wirkungslos ist. wird nun, ohne den dimmer die eingangsspannung verringert, erhöht sich der spitzenstrom durch den gleichrichter, da ja für gleiche leistung am ausgang der durchschnittsstrom auch höher sein muss, diese erhöhung würde solange stattfinden, bis der schaltregler, je nach ausführung seine arbeit einstellt. dieser punkt ist sehr gut zu erkennen, unter last bricht die spannung
etwas zusammen, damit gerät der wandler in einen unzulässigen arbeitsbereich und schaltet ab. durch die nun fehlende last, erhöht sich die spannung am ladekondensator wieder und der wandler schaltet wieder ein, es kommt
zum blinkeffekt. betrachten wir nun wieder die schaltung mit vorgesetztem dimmer, verschieben wir nun den zündzeitpunkt über die maximalamplitude der sinuswelle, wird zunächst nur ein noch kürzerer aber umso steilerer
stromimpuls den ladekondensator aufladen und äusserlich ist kein unterschied zu erkennen, das hat aber zum teil schon fatale folgen! im allgemeinen wird zwar der gleichrichter etwas reichlicher ausgelegt als es notwendig wäre, aber ein fortgesetzter impulsmässig sehr hoher strom dürfte den einen oder anderen gleichrichter schon dazu veranlassen, aufzugeben! mit stetig weiter fortschreitenden verzögerung der zündung des dimmers, sinkt die maximale spannung am ladekondensator und sowohl der durchschnittsstrom wie auch die ladestromspitzen werden grösser, wenn jetzt der gleichrichter nicht aufgibt, war er wirklich reichlich dimensioniert! bei stetiger weiterer verschiebung des zündzeitpunktes, wird irgendwann die spannung am wandler unter last zu klein und es geschieht das gleiche wie schon oben, bei zu geringer betriebsspannung, beschriebene, es fängt an zu blinken,
dimmen lässt sich der wandler damit nicht wirklich, wenn auch kurz vor dem aussetzen oft eine ganz minimale helligkeitsänderung wahrgenommen werden kann, diese ist aber auf unzulänglichkeiten des reglers zurückzuführen,
da die ökonomie beim erstellen einer schaltung berücksichtigt werden muss.

ich hoffe, das ist allgemeinverständlich.
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Mi, 19.09.07, 18:02

Fällt mir grad so ein...
Der Triac im Dimmer wird in der Regel mit einem Diac gezündet. Ein Diac zündet erst bei ca 30V. So kommt man selbst bei voll ausgeregeltem Dimmer nie auf 100%.
Das könnte auch das blinken erklären. Es gibt immer kurze spannungsfreie Phasen. Der Ladeelko im SNT kann das vermutlich nicht überbrücken.
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Mominik
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Mi, 19.09.07, 18:36

phasenabschnittdimmer sind zwar theoretisch baubar, werden meines wissens nach aber nicht produziert.
Sehr schön erklärt Lucky! Von dir kann man echt etwas lernen!


Ich bin mir fast sehr sicher, schon solche eingebaut zu haben...

Induktive Lasten (Trafos für 12V Halogen) müssen doch wegen der Phasenverschiebung per Abschnitt gedimmt werden.

Auf der Verpackung stand, so weit ich mich jetzt erinnere, Phasenabschnitt.

Die Mindestlast herkömmlicher Dimmer liegt bei 40W.

MfG
Mominik
Zuletzt geändert von Mominik am Mi, 19.09.07, 18:40, insgesamt 2-mal geändert.
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Mi, 19.09.07, 18:38

ich frage mich gerade, warum ich das so ausführlich erläutert habe!?

das die zündung bei diac schaltung erst bei 30V erfolgt ist klar, das erklärt aber das blinken nicht! eventuell liest du dir das oben geschriebene mal durch!? wenn du es nicht verstehst, zeichne dir mal eine sinuswelle auf und berechne zu verschiedenen zeitpunkten den strom und die spannung bei gleichbleibender last am ausgang. dann wird es eventuell verständlicher.
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Mi, 19.09.07, 19:04

Der Trend geht ganz eindeutig in Richtung Phasen Abschnitt Dimmer, hier wird anstelle eines
Triacs ein Transistor oder ein MosFet verwendet, also ist eine Steuerung ab wenigen Volt möglich.
Das geht über einen Brückengleichrichter, Vorteile sind wesentlich weniger Störstrahlungen, mit heutigen
Bauteilen kleiner Aufbau möglich und vor allem weniger Wärme weil weniger Verluste anfallen.

Hier eine schnell gekritzelte Prinzipschaltung:
1845_RPH_IC_03_1.jpg

Der Unterschied beim Dimmer eine z.B. 500Watt Lampe zwischen Phasenanschnittsdimmer
und einem PhasenAbschnittsdimmer ist mit dem Auge ganz eindeutig zu erkennen, viel weicher.

MfG RPH

PS: Bitte beachten, die Last wird nach wie vor mit Wechselstrom betrieben !!!
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Mi, 19.09.07, 21:02

RPH hat geschrieben: Hier eine schnell gekritzelte Prinzipschaltung:
1845_RPH_IC_03_1.jpg
Da interessiert mich jetzt mal wie genau der mosFET angesteuert wird.
Wenn man den einfach über einen Timer ansteuert würde die Lampe ja flackern.

Phasenanschnitt ist leichter zu bauen, bin mal auf die Steuerung gespannt.
Es gibt ja einige die da wohl µC´s für benutzen, da weiss ich ja das Du mit umgehen kannst,
aber ich bin mir nicht sicher ob Du die Lösung gewählt hast - ist je ein wenig extrem :wink:
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Mi, 19.09.07, 21:23

ich hab ja nicht gesagt, das das nicht geht, nur das es bei den meisten lösungen nur billige triacsteller sind die verwendet werden, da der aufwand für diese schaltung ja deutlich höher ist, der trend geht da aber eher zu igbt´s.
eines ist aber klar, egal wie du die spannung runtersetzt, ein schaltnetzteil wird im unteren bereich eigentlich immer ähnlich reagieren.
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Mi, 19.09.07, 23:13

Hi Folks,

PhasenABschnitt-Dimmer werden zu Hauf produziert und vertrieben....elektronische Trafo's könnten sonst schlecht gedimmt werden.....ausserdem werden "moderne Dimmer" wohl heutzutage mit "Nullspannungsschalter",
also im Nulldurchgang der Phase, gezündet. Soviel konnte ich zumindest über diese Type erfahren.

Das eigentliche Problem, das Blinken der Leuchtmittel ist eine Frage der Dimmer-Mindestlast. Soviel steht auch fest. Ausserdem ist diese Kombination (3x1W Led anschlussfertig an 230V/50Hz mit diesem Phasen-AB-schnittdimmer) offensichtlich nicht möglich, da jener nicht 0-100% dimmt. Die (gemessene) Min.-Spg. am Leuchtmittel beträgt immer noch 80V. Und diese reichen aus um die Led's zu betreiben.

Also muss ich wohl Wärme verbraten oder was anderes ausprobieren müssen...

Vielen Dank für eure zeit

Gruss.....Thron
RPH
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Mi, 19.09.07, 23:14

Also, es ist schon klar, dass eine Phasenanschnitt Steuerung mit Triac leichter zu bauen ist, ebenfalls
ist es so das diese Phasenabschnitt Schaltung ein klein wenig aufwendiger ist, aber nicht viel.
Ein µC ist sowieso schon fast überall drinnen, der macht die Nullspannungserkennung und berechnet
anhand der aktuellen Potistellung die Zeit, wann der der Transistor nach dem Nulldurchgang
eingeschaltet wird, natürlich pro Halbwelle.
Das ist in Prinzip genau dasselbe wie Anschnitt, nur das der hintere Teil Ein und nicht Aus ist.
Und es entsteht so gut wie keine Störstrahlung, da die beim Ausschalten entsteht, und das macht
hier ja der Nulldurchgang ganz sanft, dann wird der Transistor wieder neu angesteuert oder so.

Das ist ja nicht auf meinem Mist gewachsen, sondern wird von der Industrie so hergestellt.
Ein Triac Dimmer kostet +- 10 Euro und ein Phasenabschnittsdimmer kostet halt im Moment noch 40 Euro
oder so, aber nagelt mich da jetzt nicht an die Wand, das ist nur grob aus dem Gedächtnis.

Ich gehe jetzt noch mal kucken, wo ich mal einen Bausatz von so einem Teil gesehen habe.
Das sind echt nicht viele Teile drauf, ist ja auch relativ simpel.

So, kuckst Du hier, ist nur ein Beispiel von vielen.
http://www.velleman.be/ot/de/product/view/?id=354980



MfG RPH
luckylu1
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Do, 20.09.07, 00:44

ich hab ja nicht behauptet, das es nicht geht, nur das der aufwand ziemlich viel höher ist. bei speziell dafür ausgelegte schaltnetzteilen lässt sich das auch realisieren. und verwendet doch bitte nicht immer diesen begriff für ein komplettes schaltnetzteil, das trägt nur zur weiteren verdummung der massen bei, ein transformator ist ein genau definiertes elektrotechnisches bauteil.

mit den störstrahlungen, das stimmt auch nur in bezug auf die rückwirkung ins netz, fragt mal einen hf-techniker, was er davon hält. für hf abstrahlung, ist es ziemlich egal, ob es sich um eine steigende oder fallende flanke handelt, leider ist ein verlustloses ausschalten eines trafos, mit halbleitern nicht möglich. in jedem mit trennung funktionierendem schaltnetzteil ist ja ein hf-transformator enthalten.

wie ich an anderer stelle schon mal schrieb, lässt sich mit elektronik so ziemlich alles steuern, regeln und beeinflussen, welche eigenschaften ein gerät hat lässt sich genau festlegen, da ich es ja mit "wissenden" zu tun habe, konkretisiere ich meine aussage von weiter oben noch einmal, bei einem schaltnetzteil, welches eine geregelte ausgangsspannung bereitstellen soll, wird ab einer bestimmten eingangsspannung oder verfügbarem phasenwinkel mit blinken oder flackern reagieren, es sei denn, die implementierte hysterese ist so gross, dass
nach einem abschalten, die dann geringfügig höhere spannung nicht zum wiedereinschalten ausreicht.

mit der mindestlast, ohne die ein dimmer nicht funktionieren kann (gilt nur für 2polige ausführungen), das stimmt natürlich insofern, da ein ausgeschaltetes schaltnetzteil ja so gut wie keine leistungsaufnahme hat.

ich wollte hier nur jemandem helfen, der aber meiner hilfe nicht bedarf, somit verlasse ich den thread.
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Do, 20.09.07, 01:23

luckylu1 hat geschrieben: mit der mindestlast, ohne die ein dimmer nicht funktionieren kann (gilt nur für 2polige ausführungen), das stimmt natürlich insofern, da ein ausgeschaltetes schaltnetzteil ja so gut wie keine leistungsaufnahme hat.
Das Thema gab es hier doch schonmal ... :D

Der Dimmer kann ja auch garnicht richtig funktionieren wenn man die Lampe sehr stark runterdimmt.
Man hat ja nur die Schaltfrequenz von 50Hz der 230V Wechselspannung zur Verfügung,
das Tastverhältnis ist also bei stark gedimmter Lampe einfach nur schlecht.
Wenn man vieleicht nur ca 10% Einschaltzeit hat und das bei 50Hz .... das kann ja nichts werden.

Da kann ich luckys Haltung schon nachvollziehen, denn diese Phasenabschnittsdimmer machen wenig
Sinn wenn man die Phasenanschnittsdimmer ersetzen will.
Wenn schon dann sollte man schon mindestens Anschnittss/Abschnittsdimmer bauen.
Besser noch Dimmer mit einer sehr viel höheren Schaltfrequenz (mehrer hundert Hz) die dann nur noch
auf die Sinuswellen synschronisiert wird.

PhasenANschnittsdimmer mit PhasenABschnittsdimmer zu ersetzen ist in den meisten Fällen
wohl ziemlich nutzlos, bis auf die HF Geschichte wüsste ich keinen Grund dafür.
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