Vermogen van een condensator..

Ik weet wel dat er ondertussen al mensen denken -aan de hand van de titel-: dat die maar eens eerst een basisboekje electronica leest.

Misschien hebben die wel een beetje gelijk, maar lees aub even.

Je komt her & der schakelingen tegen om LED's op netspanning te laten branden. Ik heb er hier in huis ook enkele die al jaren trouw dienst doen.

Meestal bestaan die uit (onder andere), een gelijkrichter, een condensator en een weerstand.
De condensator doet dan dienst als een weerstand (2*PI*f*C you know).
Simpel te rekenen, werkt prima.

Maar tot hoever gaat dat?
Hoeveel vermogen mag ik doorheen een condensator als wisselspanningsweerstand sturen?
Ontbreekt het mij hier aan een fundamenteel gegeven over hoeveel vermogen ik door zo een kring mag sturen?

Bedankt om mij op het juiste spoor te zetten.

Hoe weet ik aan de hand van een datasheet van een condensator hoeveel vermogen ik door zo een kring mag sturen?

Alvast dank om mij op het juiste spoor te zetten!

de condensator wordt als "schijnbare" weerstand gebruikt. Hij verstookt dus geen vermogen en wordt niet warm. Daarom vind je bij condensatoren niet gauw een maximum vermogen, zoals je bij weerstanden wel vindt in de basisspecificaties.

Uiteraard is geen enkele component ideaal, ook de condensator niet . door verliezen verstookt die toch een heel klein beetje vermogen. (zowel in de serieweerstand, het diëlectrum en de parallel lek) maar dat vermogen is nauw gerelateerd met dU/dt. En de max dU/dt kan je wel vinden in de specs. (btw, dU/dt mag ook om andere redenen dan het vermogen niet te groot zijn). bij elctrolyten vind je ook wel de max rimpelstroom als gegeven. dat is ook gerelateerd aan de warmte die mag ontwikkeld worden.

Op 11 december 2018 00:17:20 schreef kris van damme:
de condensator wordt als "schijnbare" weerstand gebruikt. Hij verstookt dus geen vermogen en wordt niet warm. Daarom vind je bij condensatoren niet gauw een maximum vermogen, zoals je bij weerstanden wel vindt in de basisspecificaties.

Uiteraard is geen enkele component ideaal, ook de condensator niet . door verliezen verstookt die toch een heel klein beetje vermogen. (zowel in de serieweerstand, het diëlectrum en de parallel lek) maar dat vermogen is nauw gerelateerd met dU/dt. En de max dU/dt kan je wel vinden in de specs. (btw, dU/dt mag ook om andere redenen dan het vermogen niet te groot zijn). bij elctrolyten vind je ook wel de max rimpelstroom als gegeven. dat is ook gerelateerd aan de warmte die mag ontwikkeld worden.

Super reactie!
Ik zocht gewoon de eerste de beste datasheet van een C ( https://www.wima.de/wp-content/uploads/media/e_WIMA_FKP_2.pdf ) en zie die dU/dt er niet bij staan.

Maar ga er wel eens verder naar zoeken.

't staat er wel in ;-) : 1000V/µsec voor spanningen die tot de rated voltage gaan. Ook de verlieshoek staat beschreven en nog wat meer(maar gaat geen rol spelen tov dU/dt ,denk ik toch)

Zo een condensator voeding werkt alleen voor heel kleine leds. Als je grotere vermogens nodig hebt wordt de condensator al snel veel te duur.

Led lampen hebben tegenwoordig meestal een groot aantal leds in serie en een slimme analoge regelaar die steeds meer leds bijschakelt naarmate de AC spanning toeneemt. Zie https://www.circuitsonline.net/forum/view/142408/3

Sine

Moderator

Wat wil je gaan voeden ?

Een condensator groter dan een paar uF gaat in de richting van een erg slecht idee.

Lees hier eens het stukje " faseverschuiving bij condensatoren", dat zal het iets duidelijker maken door de grafiek.
Enkele keren goed lezen, er staat veel in met (te?) weinig woorden ;)

http://www.breem.nl/TechThemas/Condensatoren.htm

LDmicro user.
mel

Golden Member

Een serie condensator is wel leuk, maar toch slijten ze.Dat heeft toch een reden.Anders zouden we geen last hebben van het Senseo syndroom :)

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Nou, dat is maar de vraag....

Wat ik denk dat er gebeurt is dat de condensator heel redelijk de opgegeven max spanning aankan met nog wat marge er bovenop.

Maar.... In elektriciteitsnetten mag je verwachten dat er zo nu en dan wat lelijke storingen zitten. De Y2 (*) condensatoren voor seriegebruik zijn zo gemaakt dat ALS ze door een overspanning doorslaan, ze dan direct een "krater" maken, hetgeen verdere doorslag voorkomt. Gevolg is dus dat ze bij iedere "overspannings-event" een deel van hun capaciteit opofferen om in de grote lijn der dingen "gewoon te blijven werken". Maar d'r komt natuurlijk een eind aan.

Gebruik je zo'n condensator met een TVS parallel en voldoende overgedimensioneerd, dan denk ik dat ie oneindig meegaat.

Het feit dat alle CE gekeurde apparatuur tegen X ms Y volt moet kunnen zorgt dat de plekken waar die spanningspieken zitten niet snel door de mand vallen. De meeste apparaten kunnen er aardig tegen. Daarnaast, gaat het niet direct fout. Dus vanaf een afstandje ziet het er uit als een "random" falen: Gebeurt gewoon zo nu en dan.

(*) of was het een andere "tag"?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
maartenbakker

Special Member

Ik denk dat het nog simpeler is. Voor X- en Y-condensatoren gebruiken ze het absolute minimum aan materiaal en constructie wwaar ze mee weg kunnen komen voor de certificering. Dat kratergebeuren gaat niet op voor X-types want die mogen gewoon in sluiting vallen, alleen in de praktijk doen ze dat inderdaad meestal niet. In serieschakelingen worden zelden Y-types gebruikt.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Ik weet niet of dit niet onder schoolvragen valt, maar lees de eenheid Farad er maar eens op na als Farad; Coulomb; Volt; Ampère en tijd. zie ook de verhouding micro-Farad//kilo Watt van motoren.

De spanning is te snijden, welke mes moet ik daarvoor gebruiken?

De ideale condensator heeft geen verliezen en wordt dus niet warm, maar werkelijk bestaande condensatoren worden warm door verliezen. Die kun je voorstellen als een serieweerstand en een parallelweerstand.

Bij de ideale condensator ijlt de stroom 90 graden voor op de spanning. (Voordat er spanning op het ding staat, moet er laadstroom (lading) in). Bij een werkelijk bestaande valt er ook spanning over die weerstanden waardoor de hoek geen 90 graden is, maar (cmiiw) kleiner.

Als ik het goed begrepen heb, is dat de verlieshoek. Maar ik wacht wel even tot Fred101 hier langskomt :P

Wat ik wel gemerkt heb, is dat bij resonantiekringen op een paar 100 Khz / half Mhz het geen goed idee is standaard multilayer ceramicsche Ctjes te gebruiken: ik heb een 100nF ceramisch condensatortje laten oproken, wist niet dat dat kon. Met folieCtjes (met volgens de datasheet een kleinere verlieshoek , dus minder verliezen) ging het wel goed. Die worden ook stukken minder warm... (Van de 4 of 5 ceramische werden de meesten alleen warm/heet, en eentje rookte op)

Waarschijnlijk gaat het bij een seriecondensator voeding minder snel fout, omdat de frequentie lager is (en daarmee de dv/dt en di/dt, gewoon omdat dt groter wordt...).

Eluke.nl // Backwards Lightspeed Bus: i*i=-1, so iic=-c.

Mooie reacties, dank daarvoor.

Waar ik aan dacht is iets dat uit een oude Elektuur (044022) haalde.
Een schakeling waarmee ze 15 witte leds voeden uit netspanning.

Maar als er geen bezwaar is tegen wat meer vermogen doorheen een "seriecondensator", waarom dan geen 15 stuks 3W leds gebruiken?
Gewoon alles even herrekenen en klaar.

Maar er zijn dus bezwaren.
Ik moet alles nog deftig lezen.

Wat ik wel merk is een verschil tussen de echte electronici-visie en wat "makers" in de praktijk maken.
Ik moet soms ook lachen als zelfuitgeroepen "makers" iets in elkaar boxen. Dat gaat nooit werken denk ik vaak.
Maar als het dan werkt moet ik mijn mening herzien in "dat gaat nooit lang werken".
Als dan blijkt dat het maaksel jaren later nog werkt dan is dat soms een openbaring.

Soms is het helemaal niet erg dat door minder nadenken je iets maakt dat een meer beperkte levensduur heeft. Zo redeneren makers en die kant ga ik ook wat op.

Maar, wat meer theoretische achtergrond doet me geen kwaad!
Dank daarvoor.

maartenbakker

Special Member

Tsja, de jongens in Drachten zijn natuurlijk ook makers maar ik verwacht dat het de boekhouders zijn die de voor serieschakeling ongeschikte condensatoren erin hebben gestopt. Dat was ik nog vergeten te vermelden: veel fabrikanten geven bij hun X-condensatoren aan of ze alleen voor netontstoring zijn of dat je ze ook voor serieschakelingen kunt gebruiken.

Bij Vishay/BC is het verschil dat de voor serieschakelingen vrijgegeven types zelf ook uit een interne serieschakeling bestaan, kennelijk voor een hogere spanningsvastheid.

Ik zou zelf in een dergelijk ontwerp eerder kiezen voor een goed overgedimensioneerde impulsbestendige MKP. Werkspanning minstens 1kVDC, maar 1,6kV en 2kV zijn afhankelijk van de capaciteit ook nog gangbare waarden en dan gaat het ècht nooit meer stuk. Door hun oppervlakte kunnen die de verliezen bovendien nog beter dissiperen (bij 50Hz niet echt van belang, maar toch).

Als je hogere vermogens gaat gebruiken wordt de capaciteitswaarde natuurlijk ook groter. Dan kom je in het bereik van de motorloopcondensatoren. Ook MKP's maar meestal tonvormig en met een aangegeven werkspanning van 450VAC of iets dergelijks.

Papiercondensatoren kun je beter vermijden. Zelfs als je een constructietechnisch redelijk degelijk exeplaar te pakken hebt, is de verlieshoek alsnog groter dan van MKP (polypropyleen).

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op 11 december 2018 19:28:49 (10%)]

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

3W leds zijn doorgaans ongeveer 3.5V, 700 mA. 15 stuks in serie geeft al 45V. Dan blijft er nog 200VAC voor de condensator.

De condensator moet dan een impedantie hebben van 200VAC / 0.7A = 285 Ohm bij 50 Hz.

Dus de capaciteit wordt dan : 1 / (2 * pi * f * Z) = 1 / ( 2 * 3.14 * 50 * 285) = 11 microFarad.

Zo een condensator (bipolair, 400 V) gaat in de richting van 4 Euro per stuk.

waardoor de hoek geen 90 graden is, maar (cmiiw) kleiner.

Waarschijnlijk kleiner, inderdaad.
Als die hoek groter is dan 90 graden, levert de condensator vermogen. Hij zou dan juist afkoelen. ;)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 11 december 2018 22:01:06 schreef deKees:
3W leds zijn doorgaans ongeveer 3.5V, 700 mA. 15 stuks in serie geeft al 45V. Dan blijft er nog 200VAC voor de condensator.

De condensator moet dan een impedantie hebben van 200VAC / 0.7A = 285 Ohm bij 50 Hz.

Dus de capaciteit wordt dan : 1 / (2 * pi * f * Z) = 1 / ( 2 * 3.14 * 50 * 285) = 11 microFarad.

Ik weet het niet. Voor mijn gevoel is de condensatorwaarde te hoog. In deze situatie kan ik de 45V leds niet vervangen door een weerstand, maar als ik dat zou doen en ik reken V(452+2002) dan kom ik uit op een spanning van 205V. Veiligheidshalve zou ik uitgaan van een spanning van 230V en stroom van 700mA. Dat geeft 9,7µF

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
maartenbakker

Special Member

Op 11 december 2018 22:01:06 schreef deKees:
3W leds zijn doorgaans ongeveer 3.5V, 700 mA. 15 stuks in serie geeft al 45V. Dan blijft er nog 200VAC voor de condensator.

De condensator moet dan een impedantie hebben van 200VAC / 0.7A = 285 Ohm bij 50 Hz.

Dus de capaciteit wordt dan : 1 / (2 * pi * f * Z) = 1 / ( 2 * 3.14 * 50 * 285) = 11 microFarad.

Zo een condensator (bipolair, 400 V) gaat in de richting van 4 Euro per stuk.

Omdat je met vectoren werkt (de spanning over de condensator loopt niet in fase met de spanning over de LED's), moet je eerst de stelling van Piet Hazegras toepassen op de spanningsval.

230^2 = 45^2 + Uc^2 geeft Uc = 226V.

De gewenste impedantie is dan 226/0.7 = 322 ohm.

De waarde van de condensator wordt 1/(6.28*50*322) = 9,9 uF. Zelfde ordegrootte, je zit dan wel in het bereik van motorloopcondensatoren. Dat kan onhandig zijn qua afmetingen.

Zie ook: http://www.staff.science.uu.nl/~tel00101/FotoAlbum/RadioCorn...apCalc.xls waar je makkelijk met de waardes kunt spelen.

Edit: ik zie dat ohm pi me voor is geweest met een antwoord dat in dezelfde richting wijst; met zo'n forumnaam is hij dat natuurlijk ook een beetje verplicht ;)

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Die laatste lijkt me wel een obstakel.. de afmeting..
Het is net de bedoeling om alles proper compact te houden.

Het schema waarnaar ik verwijs is niet enkel een C als serieweerstand.

Het begint met de C als serie-condensator, en op deze C staat een R parallel 1Mohm(ontladen).
Dan volgt er een bruggelijkrichter.
De + van de bruggelijkrichter hangt via nog een extra R aan de anode van de LED's die allemaal in serie staan.
De - van de gelijkrichter hangt aan de kathode van de LED's
Parallel over de + en - van de gelijkrichter hangt nog een elco.

De C is 220n/400V de R 560Ohm, de elco: 4µ7 63V

Dit lijkt me qua afmetingen toch bescheidener dan de 9.9µF die hier staat..

Hubie

Special Member

Hier nog een artikel over dit onderwerp(wat ik natuurlijk niet kan lezen,niet geregistreerd)
Heeft iemand daar een .pdf van?

https://www.elektormagazine.nl/magazine/elektor-200201/13870

Ik dacht dat die condensatortruc vroeger ook wel toegepast werd bij AC\DC U buizen radiotoestellen.
Die hingen toch al direct aan het net en waren meestal goed geisoleerd.

[Bericht gewijzigd door Hubie op 12 december 2018 12:31:37 (11%)]

Meesterlijke parodie van Gruppo Sportivo,je hoeft niet blind,mank of zwart te zijn om Blues te spelen op een Gibson https://www.youtube.com/watch?v=6qpvkbxetpc

Die C van 220 nF is hier de stroom bepalende component. Zo een klein C'tje is wel veel compacter natuurlijk maar dan krijg je niet meer dan 20 mA door je leds. Dan kun je wel 3W leds gebruiken, maar dat heeft dan weinig nut want die geven dan niet veel meer licht dan een 20 mA ledje.

De brugcel is wel essentieel in de schakeling. Zonder brugcel gaan de leds waarschijnlijk snel stuk.

De elco en serieweerstand over de leds zorgen ervoor dat de leds constant licht geven, ook als de condensator even geen stroom levert. Zonder die elco gaan de leds op 100 Hz knipperen en er zijn mensen die dat hinderlijk vinden.

Op 10 december 2018 23:57:59 schreef MJU:
Ik weet wel dat er ondertussen al mensen denken -aan de hand van de titel-: dat die maar eens eerst een basisboekje electronica leest.

Had je niet beter het schema gepost in uw openingspost en gevraagd wat je moet veranderen (en waarom) om leds te kunnen gebruiken van 3W ipv een ommetoer te maken via het vermogen van een C, dat je trouwens in elk electronicaboekje kan vinden?

LDmicro user.

Een probleem met dit soort condensator voedingen zijn de inschakel verschijnselen. Op het moment dat je de stekker in het stopcontact steekt is de condensator nog leeg. Als de netspanning op dat moment toevallig net op de piek van de sinus zit, dan krijgt de lege condensator ineens 325 V op zijn klemmen. Bij een 10 uF condensator levert dat een gigantische stroom piek en vuurwerk.

Die piek is weer snel voorbij, dus je hebt wel kans dat alles blijft werken. Maar toch, ook de brugcel en de leds krijgen die piekstroom te verwerken.

Dus om het goed te doen moet je nog een voorschakel weerstand toevoegen om de piek te beperken. En dat gaat weer ten koste van de efficiëntie tijdens bedrijf. Bijvoorbeeld 50 Ohm. Dan wordt de inschakel piekstroom beperkt tot max 4A. Maar dat geeft bij 700 mA een continue verlies van 25 Watt in de weerstand.

Bij kleine condensatortjes krijg je hetzelfde effect, maar dan wel met veel kleinere vermogens, dus meestal blijft de piekstroom nog wel acceptabel.

Hubie schreef : Heeft iemand daar een .pdf van?

Ik had geen PDF van het artikel,maar wel die van de hele Elektor.
Ik heb zo goed en zo kwaad als ik kon een Word document van het artikel gemaakt, omdat het onderwerp toch best vaak in de belangstelling staat en het op deze manier misschien andere mensen
ook kan helpen.

Transformatorloze voeding.doc

Hubie

Special Member

@Retiredat55,mijn dank is groot!

Meesterlijke parodie van Gruppo Sportivo,je hoeft niet blind,mank of zwart te zijn om Blues te spelen op een Gibson https://www.youtube.com/watch?v=6qpvkbxetpc