Leds aansluiten op 230V

Hi

Heb je hierop nog verder kunnen gaan? Ben je uiteindelijk achter antwoorden gekomen?
Hoe bereken je de Condensator? Ik ben aan het rondkijken geweest maar impedantie berekeningen zijn niet mij specialiteit.

Zo ja, wil je deze delen met ons/mij. aub.

Greetz

[Bericht gewijzigd door rvamerongen op woensdag 22 augustus 2007 08:22:56 (30%)]

Het eerste schema is niet zo slecht.
Met een C van 0,47 uF krijg je ongeveer dit. Let op dat de stroomschaal de nul onderaan heeft, en de spanningsschaal de nul in het midden.

De effectieve stroom is hier ongeveer 15 mA in iedere diode. De piekstroom 48 mA of zoiets.
Simulator: Simetrix
/edit Nog even duidelijker: Rood is de spanning over alle diodes samen. Groen is de stroom door één diode.

Ja, dat eerste schema moet voldoen. Heb er net de laatste week over zitten nadenken hoe je dat moet uitrekenen. Ik zat eerst aan impedantie te denken, maar dat is niet handig.

Als t van 0 naar 1 sec loopt, moeten we 50 cycli heben gehad. Dus

V= 398 * sin (50*2*pi * t)

De afgeleide hiervan is:

dV/dt = 398 * 100  * pi * cos (100 * pi * t)

De maximale spanningsgroei is dus bij cos(100*pi*t) == 1, en gelijk aan zo'n 120kv/sec. Gebruiken we nu

 I = C dV/dt

dan komen we op

C = I/(dV/dt) = 0.020A / 120kV/sec = 0.16 uF

voor een piek-stroom van 20mA. Het dubbele,40mA zal hoogst waarschijnlijk ook wel toegestaan zijn, omdat je dan gemiddeld bijna 20mA krijgt. Kortom, ik zou voor een 330 nF condensator gaan.

Zorg wel dat je C de topspanning van 400V makkelijk aankan.

Omdat ik weet hoe een LED werkt, denk ik dat de /gemiddelde/ stroom belangrijker is dan de effectieve stroom (RMS).

Je factor 398 moet ongeveer 325 zijn.

In mijn diagram bedoelde ik ook gemiddelde, sorry. Het getal klopte wel, 15 mA in het voorbeeld. (De effectieve waarde zou hier 24mA zijn.)

[Bericht gewijzigd door Frederick E. Terman op woensdag 22 augustus 2007 10:21:00 (67%)]

Je vergeet een belangrijk component in de 230V LED-schakeling:
De serieweerstand om de inschakelpiek door de condensator te begrenzen.
Zie ook http://www.turbokeu.com/myprojects/acled.htm

In mijn eerste toepassing had ik deze serieweerstand ook niet geplaatst: na een paar keren schakelen waren al mijn LED's doorgefikt...

CD

Waarom is cos(314* t) == 1 ? Is dat een vast gegeven?

dus als ik de formule goed begrijp dan...

86kv/sec = 398 x 100 x 3,14 x cos(100 x 3,14 x 1)

C = 0,02/86000 = 0,23 uF

echter met factor 325

maakt dit

70889V/sec = (325 x 100 x 3,14 x cos(314))

C = 0,02/70889 = 0,28 uF
en dan voor 40mA 0,56 uF

Of......

Op 22 augustus 2007 13:21:41 schreef Turbokeu:
Je vergeet een belangrijk component in de 230V LED-schakeling:
De serieweerstand om de inschakelpiek door de condensator te begrenzen.

Een waardevolle toevoeging, lijkt me.

Mag ik een schakeling in de strijd werpen op deze site? Zie de bovenste van:
http://www.circuitsonline.net/circuits/view/77

Gebouwd in een stekker als nachtlampje (met witte 3,3V 20mA LED) en werkt prima. Ik heb daar trouwens een paar vragen over:

1. Kan in het bovenste schema'tje de 1N4007 wellicht vervangen worden door een tweede LED + 220 ohm weerstand?

2. Ik heb gemeten dat 20mA wisselstroom (220V) opgenomen wordt, dus 4,4 Watt. Maar er wordt vrijwel geen warmte geproduceerd. Dat lijkt me eigenlijk vreemd.

3. Is de schakeling aan te passen voor meerdere LEDs?

1. Ja, dat kan. Maar eigenlijk zijn de 220 ohm weerstanden overbodig, de stroom wordt al begrensd.
2. Het kan nooit meer zijn dan 16 mA, dat is dus zo'n 0,6 W in de weerstanden plus minder dan 0,1 W voor de LED. De rest van de spanning valt over de condensator, maar die neemt geen vermogen. Jij hebt met de héle 230V vermenigvuldigd. Je kunt hier beter I^2 * R doen.
3. Ja hoor, gewoon in serie zetten (en in de andere tak, waar nu de 1N4007 zit, dus ook).

En met punt 3 heb je dan eigenlijk het eerste schema van TS weer terug, alleen dan wel met de begrenzingsweerstand van Turbokeu natuurlijk.

Kort stukje uit een voeger verslag. Ging om het aansturen van een led d.m.v. PWM. Maar de ledschakeling was volledig op 230V

Berekeingetje er bij:
Xc = 1 / ( 2 x π x 50 x (330x10-^9) ) = 9645.75Ω
*Edit* speciale tekens willen niet, dan maar zo:
Xc = 1 / ( 2 x pi x 50 x (330x10-^9) ) = 9645.75 ohm

In dit geval hebben we dan een condensatortje van 330n (was al opgevallen aan de berekeing)

Zener paralel en in tegenovergestelde richting. En deze is dus ook irl gemaakt. (werkte overgens goed. Led aansturen met PWM)

Op 23 augustus 2007 09:26:35 schreef Biggles87:

Zener paralel en in tegenovergestelde richting. En deze is dus ook irl gemaakt.

Om het wat duidelijker voor mezelf te krijgen enekele vragen.

Dat is dan 23mA? klopt dat?
Of is het 33mA ( 325V )?

Wat is dan de spanning van de zener?
Heeft de elko dan als werkspanning 230 - zener spanning of gewoon 400V

Wat betekend irl?

Nu begrijp ik Biggles wat beter. Het is in principe het circuitje waarmee de thread begon. De condensator is de wisselspannings-voorschakel-weerstand voor de LED. Via de zener kan de spanning in de negatieve halve cyclus lopen en kan bovendien piekspanningen in voorwaartse richting helpen opvangen. De zener zou dus iets van 3.3 V moeten zijn.

Er mist hier dan de serieweerstand om de inschakelpiek door de condensator te begrenzen (misschien dus niet nodig door de zener?) en evt. een ontladings-weerstand, zoals in http://www.turbokeu.com/myprojects/acled.htm

De condensator moet natuurlijk geen + en - kant hebben en bestand zijn tot 400V.

Op 23 augustus 2007 09:26:35 schreef Biggles87:

*Edit* speciale tekens willen niet, dan maar zo:
Xc = 1 / ( 2 x pi x 50 x (330x10-^9) ) = 9645.75 ohm

Dom ik had ff de basis er bij moeten gooien. *shame*

Xc = 1 / ( 2 x Pi x F x C )

Xc is capasitieve weeerstand in Ohm. (condensator word gebruikt als weerstand, en mag dan niet polariteidsgevoelig zijn)
F is de frequentie in Hertz (netstoorm 50Hz)
C is de capaciteit van de condensator in Farad

De zener is er inderdaad in gebouwd om de negatieve helft van de wisselspanning door te laten. Maar ook om het led te beschermen tegen een overspanning in doorlaatrichting. ik meen dat ik er vanuit ben gegaan bij deze schakeling dat de spanning over het led 1,85V is.

*edit* Er zal idd een inschakelweestand tussen geplaatst kunnen worden. In geval van dit led was dat niet zo nodig, maar later hebben we dat wel toegepast bij een motortje.

-----------------------------------------------------------

Rechts(afb1 en afb 2 links dan) zijn 2 weerstanden te zien, en een transistor. Dit is een schakelingetje waarmee het led door middel van PWM geschakeld kan worden. HEeft dus verder niets met het led te maken. (naja dan dat hij in dit geval het led schakeld.)

iemand vroeg waarom cos (....) gelijk aan 1 was. Ik zoek het "MAX" van die functie, en niet waar ie aan gelijk is. Ik heb opgelet bij de wiskunde les, en cos (...) heeft als maximum 1 en als minimum -1....

Op 27 augustus 2007 10:53:29 schreef rew:
iemand vroeg waarom cos (....) gelijk aan 1 was. Ik zoek het "MAX" van die functie, en niet waar ie aan gelijk is. Ik heb opgelet bij de wiskunde les, en cos (...) heeft als maximum 1 en als minimum -1....

Dat was ik. Bedankt voor je reactie.
Bedoelende met mijn reactie vroeg ik mij af, of men i.p.v cos(100 x 3,14 x 1), cos(314* t) == 1 moet gebruiken. Als eind resultaat is er een verschil.

Is het beter om dat de max stroom te berekenen of de gemiddelde stroom? Dat was eigenlijk mijn vraag.

Excusses voor de 'grote verwarring'™

Ik vroeg me af of een LED op 220V nog economischer kon. 2 LEDjes in een stekker kunnen uitstekend dienst doen als nachtlampje:

In plaats van de serieweerstand om de inschakelpiek door de condensator te begrenzen (zie: http://www.turbokeu.com/myprojects/acled.htm), dacht ik dat de LEDs misschien te beschermen waren door een kleine condensator over de twee LEDS.

C1 is 330nF zodat een stroom van ongeveer 20mA door het LED-paar zal lopen. R is 1Meg om deze condensator te ontladen, want ingebouwd in een stekker staat na 3 dagen nog steeds een aardige spanning over C1 als je de stekker uit het stopcontact hebt gehaald.

Mijn vraag: zou C2 de ledjes inderdaad kunnen beschermen, zo ja, welke waarde zou geschikt zijn? Kan iemand met een oscilloscoop dit wellicht kunnen testen?

C2 gaat een deel van de stroom, die C1 doorlaat, wegsnoepen. C2 vormt immers een "kortsluiting" voor wisselspanning.
Ik zou toch maar voor die serieweerstand gaan...

Helaas, het blijkt niet te werken.
Zelfs met C2 gelijk aan C1 maakt het niet uit. Achteraf logisch: je halveert dan wel de (piek)spanning, maar ook de inwendige (capacitieve) impedantie van de bron waaruit die komt.
(@pros: in bedrijf verandert, grappig genoeg, de stroom daardoor ook niet)

Een spoel in serie blijkt ook niet te gaan (zou ook niet praktisch zijn). Je zult toch iets van een weerstand moeten hebben, blijkt.

/EDIT: een spoel helpt wel; zie verderop.

Met 1800 ohm (zie Turbokeu-schema) is de inschakelpiek maximaal (hangt af van moment van inschakelen) ruim 160mA bijna 180mA.
Als de LEDs een éénmalig piek mogen hebben die hoger ligt, dan kan die weerstand lager, zodat je in bedrijf hier minder verliezen in hebt. Die 1k8 stookt net geen Watt.

--- deleted ---
(achterhaald)

[Bericht gewijzigd door GdV op maandag 27 augustus 2007 17:57:12 (93%)]

Als er door een weerstand van 1k een stroom loopt die 20mA bedraagt, valt er over die weerstand een spanning van 20V. De weerstand verstookt dus 0.4W.

Op 27 augustus 2007 11:29:27 schreef rvamerongen:
Is het beter om dat de max stroom te berekenen of de gemiddelde stroom? Dat was eigenlijk mijn vraag.

Ik geloof dat normaal de piekstroom op "1 ms" wordt gespecificeerd. Als je dat dus bijn 10ms gaat doen is dat niet helemaal meer binnen spec. Verder, als je de boel voor een piekstroom van 20ma uitrekent, dan zit je zowiezo OK (als je led dat continue mag hebben), en kan je achteraf beslissen: Ik wil meer output, dus van mij mag de piek naar 30mA, en zie ik wel of m'n leds daar tegen kunnen.

Ik zag laatst leds, die mochten 20mA hebben en 1/10e van de tijd max 160mA, max 1ms. Of jij je happy voelt om die 40% van de tijd op 30mA te draaien, weet ik niet. Ik gok dat ze dan langer meegaan dan 100% op 20mA. Formeel is het buiten spec...

Om de inschakelpiek te voorkomen, valt er iets te doen met een zenerdiode? Het vervelende is dat die "achteruit" gewoon een diode is, en dat je de leds aan de andere kant niet meer aankrijgt. Wie verzint een list? Hoeveel energie moet je dan kwijt in de zener? Worden ze daar op gespeced?

Het basis schema gebruikt rond de 0.04W (*), om dan 1W ([edit]: OK, 0.4 dan) in een beveiligingsweerstand te gaan stoken doet me denken aan het schieten met een kanon op een mug.....

(*) Huh? 20mA bij 230V is toch veel meer? Ja. Maar de stroom en spanning lopen behoorlijk uit fase. De stroom van 20ma begint al te lopen zodra de spanning van de -230 naar de nul opweg is. De spanning is negatief, de stroom posietief, dus er wordt tijdelijk energie teruggeleverd! Maar m'n led BRAND dan, waar komt de energie dan vandaan? Die komt uit de condensator. Zo'n 99% van de energie gaat terug het net in, en 1% gaat naar je ledje.

rew schreef:
"Om de inschakelpiek te voorkomen, valt er iets te doen met een zenerdiode? Het vervelende is dat die "achteruit" gewoon een diode is, en dat je de leds aan de andere kant niet meer aankrijgt. Wie verzint een list?"

De zener was inderdaad al voorgesteld door Biggles84, maar dan verliezen we inderdaad het licht van de tweede LED.

Om de serieweerstand te omzeilen kunnen we misschien wat doen met een varistor? Nee, ik realiseer me (amateurtje) dat het om de inschakelstroom gaat die kortstondig door de LEDs zal lopen.

Frederick suggereert hieronder zeners, maar kan een transistor misschien ook worden gestuurd om alleen de fase van inschakelstroom over de LEDs kort te sluiten?

[Bericht gewijzigd door GdV op maandag 27 augustus 2007 14:51:52 (23%)]

Je kunt natuurlijk 2 zeners back-to-back in serie zetten.

Maar die krijgen dan in de inschakelpiek die stroom te verduren.
Die is op zijn grootst als je de pech hebt in te schakelen op de piek van de netspanning, dat is 325V (als de netspanning netjes 230V is tenminste). Er gaat een paar Volt van af voor de LEDs. Met 1k8 (turbokeu) wordt de stroom dan kortstondig bijna 180mA.

Als je geen weerstand gebruikt, wordt die stroom alleen nog maar beperkt door de weerstand in het net+bedrading, in de condensator, en in de LED of de zener. Dat is allemaal niet veel.
De totale energie die je maximaal kwijt moet bij het inschakelen, is gelijk aan de energie die in de condensator zit als hij tot de topspanning opgeladen is (bij een grotere weerstand is de stroom kleiner, maar duurt het langer). Bij 330n is dat 0,017 Joule.

Er bestaan componentjes die zulke energieën kunnen absorberen, maar die zijn voor hogere spanningen (zoals de 230V zelf) bedoeld.

Misschien dat een setje back-to-back zeners het toch wel aan kan, als ze voldoende groot zijn om dit eventjes te dissiperen zonder al te heet te worden; maar dan in combinatie met -toch- een weerstand, die dan wel veel laagohmiger kan zijn.

Ik heb een denkfout gemaakt over die spoel! Het helpt wèl.

Als je een spoel van 1 mH kwijt kunt, dan heb je nog maar een ohm ofzo nodig voor demping. Dat zit al wel in de bedrading en halfgeleiders.
De piekstroom zou dan nog maar 5A worden. Dan kan een setje zeners makkelijk hebben, vooral omdat het maar 1x voorkomt, bij inschakelen dus.

Luchtspoel calculator:
http://www.pronine.ca/multind.htm
Met 0,15mm draad is dat zo gewikkeld op een buisje van 10mm dik, tussen twee flensjes van karton 5mm uit elkaar. Even op de handboormachine, 48 slagen = 288 wikkelingen. Je hebt dan meteen de weerstand ook al te pakken.

@Gdv: misschien, maar het voordeel van zeners zou zijn dat ze vanzelf ophouden met geleiden na de inschakelpiek.