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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik kapazitive Stromversorgung mit 2 Ausgangsspannungen an 230V?


Autor: Dieter (Gast)
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Für eine Außenbeleuchtung an 230V werden überwiegend max. 30 mA bei 5V
für die Steuerungselektronik benötigt.
Für solche Zwecke bietet sich anscheinend ein "Kondensator-Netzteil" an,
da weniger Verluste entstehen, als bei einer Lösung mit Transformator
(?).

Gelegentlich sollen aber auch einige (ca. 5) weiße LEDs betrieben
werden, also geschätzte 20mA bei 20V.
Nach Möglichkeit sollen diese LEDs gedimmt werden.

Ich kann leider nicht einschätzen, ob es möglich ist, aus dem dauerhaft
betriebenen 5V-Zweig heraus den LED-Zweig mit herkömmlichen Mitteln zu
schalten.

Einfach wäre natürlich ein Trafo mit 5V, wo die LEDs einfach parallel
geschaltet werden könnten. Die möglichst verlustfreie Stromversorgung
für den Stand-By Betrieb hat aber oberste Priorität.

Freue mich über Eure Einschätzung!



--

Beim elektronik-kompendium gibt es eine ausführliche Erklärung zum
"Kondensator-Netzteil". Und auch die entsprechenden Warnungen.

Zu praktischen Verlustwerten von Trafos habe ich noch nichts gefunden:
http://de.wikipedia.org/wiki/Transformator#Verlust...

Autor: Thomas S. (Gast)
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Bei diesem Strömen sind die Kondensatoren schon nicht mehr die 
kleinsten. Ein 1.2VA Trafo ist doch ein winziges Ding, der Wirkungsgrad 
ist zwar auch nicht der tollste aber vergleichbar und das ganze ist auch 
noch ordentlich galvanisch getrennt.

Autor: Frankl (Gast)
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Es gibt bei Reichelt gibt es ECO Typen. Schau mal dort.

Autor: Christian (Guest) (Gast)
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Nur Anregungen:

Trafo hat prinzipbedingt im leerlauf verluste, aber auch den
Vorteil, dass das Ding wie ein "filter" gegen Störungen wirkt
=> "Umgebung".


Ggf. Diode, C + Schaltnetzteil
Es gibt da ICs, die das mit wenigen Bauteilen machen.
ob das direkt bei so hoher Spannung geht = ?


Ggf. vorab per C-s teilen, aber C-s haben auch verluste
(Größenordnung = ?).
Eine hohe Spanung kann man mit Wirkunggrad
von 70-90% wandeln, aber bei 50 mA wohl eher schlechter.


Trafoverluste hängen auch vom Material/kern ab, Wicklung etc.

Autor: Jörg B. (manos)
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Wenn es nicht für Außenbereich wäre würde ich sagen: kauf Dir ein 
Stecker-Schaltnetzteil bei Pollin (z.B. 5V/650mA - 350633, 2,45€) - Das 
reicht dann auch für die LEDs.

Zum Wirkungsgrad steht da leider nix, aber ist kompakt und da es ein 
Schaltnetzteil ist sollte der Wirkungsgrad normalerweise > 85% sein.

Autor: Dieter (Gast)
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Danke für die Hinweise, ich wußte gar nicht, daß es Schaltnetzteile so 
günstig gibt. Das ist schon fast eine Alternative, wobei ich gerne alles 
auf einer Platine hätte.

Wahrscheinlich ist eine Pauschalaussage nicht möglich, aber mich 
interessiert weiterhin, wie der Verbrauch bei kleiner Belastung 
verglichen werden kann.

Aha:
http://www.grosse-elektronik.de/das-elko/trlosestr...

Im besten Fall noch <40% Wirkungsgrad.

Autor: Jörg B. (manos)
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Dieter wrote:
> Die möglichst verlustfreie Stromversorgung für den Stand-By Betrieb hat aber 
oberste Priorität.
Dann war's das ja wohl mit dem Kondensator-Netzteil... bei einem 
Wirkungsgrad von < 40% kann man ja noch nicht mal von "verlustarm" 
sprechen^^ (oder meintest Du unterbrechungsfrei?).

Ein Problem wird sein, die Schaltung (und das Netzteil) wetterfest zu 
bekommen (Feuchtigkeit, -20°C bis >+70°C (direkte Sonneneinstrahlung), 
Schmutz, etc...).

Autor: Franz-Rainer (Gast)
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>Zum Wirkungsgrad steht da leider nix, aber ist kompakt und da es ein
>Schaltnetzteil ist sollte der Wirkungsgrad normalerweise > 85% sein.

Der Wirkungsgrad von >85% ist nur dann, wenn die Nennleistung entnommen
wird. Braucht man weniger wird auch der Wirkungsgrad schlechter.
Im standby Betrieb ist er sauschlecht.
Wirkungsgrad in % = Pout/Pin *100

Autor: Dieter (Gast)
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ECO Trafos:

" ... Verluste von Geräten im Standby-Betrieb ab dem Jahr
2003 kleiner 0,75 Watt ... "

Im Datenblatt steht auch nichts Näheres über die Bedingungen vom 
'Stand-By' Betrieb.. Heißt das unter Vollast?

ab 3,95 € bei Reichelt


D.h. mit der kapazitiven Methode sind die Verluste kleiner, und die 
Kosten vermutlich auch.

Also zurück zur Ausgangsfrage:

Kann ich auf diese Weise z.B. 5V erzeugen, und aus diesem Zweig einen 
20V Zweig einschalten? Anscheinend dann nur an den 230V - ich hatte 
gehofft, man könnte Schaltungsteile kombinieren.
Aber vielleicht hat ja jemand noch eine Idee.

Alternativ könnten 20V für die LED-Serie erzeugt werden, und die 
Steuerung dann mit einem Spannungsregler versorgt werden, oder die LEDs 
werden parallel betrieben, aber hat wiederum einen höheren Strom zur 
Folge.

Die Frage ist nur, was effizienter ist - 15 Volt mit dem Regler zu 
verbraten ist ja auch nicht günstig, oder?

Autor: Dieter (Gast)
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>Dann war's das ja wohl mit dem Kondensator-Netzteil... bei einem
>Wirkungsgrad von < 40% kann man ja noch nicht mal von "verlustarm"
>sprechen^^ (oder meintest Du unterbrechungsfrei?).

Ja, das ist nicht besonders gut. Aber wenn die Gesamtleistung der 
Schaltung mit Kondensator-Netzteil niedriger ist, als mit anderer 
Versorgung, ist das Ziel erreicht.

Wie ich das verstanden habe, rechnet sich das eben nur für kleine 
Leistungen - irgendwann ist man mit Schaltnetzteil oder Trafo besser 
beraten.

Autor: Franz-Rainer (Gast)
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Ja genau. Je mehr Leistung desto größer der Kondensator.
Irgendwann kostet der Kondensator mehr als ein Transformator.
Der Kondensator muß auch ein X2 Typ sein.

Autor: Dieter (Gast)
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MP3-X2 330N  WIMA, Funk-Entstörkondensator, Klasse X2  0,86 €

150.24-1  Trafo, Gerth-Baureihe 150.xx, 0,33VA, 24V  2,05 €

Gleichrichter, Glättungskondensatoren, Sicherung braucht man bei beiden 
Lösungen, Z-Diode ~ 6ct

Tendenziell würde ich jetzt die Schaltung so auslegen, daß eine 
LED-Reihe ohne größere Verluste am Vorwiderstand betrieben werden kann, 
und der Strom im Gegensatz zum Parallelbetrieb klein ausfällt (wobei 
wohl eigentlich die Leistung für den Wirkungsgrad entscheidend ist).

Diese Spannung wird auf 5V heruntergeregelt, und da mit bis zu 30mA 
belastet -  wie sind die Verluste?

Autor: jack (Gast)
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>Diese Spannung wird auf 5V heruntergeregelt, und da mit bis zu 30mA
>belastet -  wie sind die Verluste?

Na, das kannst Du doch leicht selber ausrechnen: Vdiff * 30 mA :)

Autor: Dieter (Gast)
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Danke - 0.5W 'sekundär' dauerhaft verbraten kommt nicht in Frage. Also 
doch für die Steuerelektronik auslegen, aber wie versorge ich dann die 
LEDs?

Ich weiß nicht weiter :-(

Autor: jack (Gast)
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Nimm doch an Stelle des Linearreglers einen Schaltregler (LM2575 o.ä.)
für die 5V.

Autor: Dieter (Gast)
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MC 34063 AD  Schaltregler, SOP-8                         0,26 €
L-PISR 220µ  SMD-Power-Induktivität, PISR, Ferrit, 220µ  0,90 €
1N 5819          Diode                                         0,15 €

Efficiency VIN = 25V, IOUT = 500mA, VOUT = 5V  83.7%

Wäre schon besser, ist mehr Aufwand - aber wie sieht's bei kleinen 
Strömen aus?

Welche Möglichkeiten gibt's denn, die Last von der Steuerung zu trennen, 
sprich, die LEDs anderweitig zu versorgen, und diese Versorgung dann 
einzuschalten?

Autor: Peter L. (peterl)
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Maxim hat einen Schaltregler der bis 75V kann (MAX5033).
mit einem Vorwiderstand (Kap) auf sagen wir mal 60V runter (mit 
Schutzdiode begrenzen), dann mit Step down auf 20 oder 5V, der Step down 
zieht bei 60V Eingangssp. nur ein paar mA, da reicht ein kleiner Ko. 
oder konventioneller Vorwiderstand.

Autor: Dieter (Gast)
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Danke für den Vorschlag, ich verstehe leider nicht, was der Vorteil ist?

Dann vielleicht doch zurück zur Idee mit zwei C-Vorwiderständen - 
allerdings müßte sich da mal ein Wechselstrom-Kenner zu Wort melden:

die kapazitive Versorgung zweimal aufbauen, einmal mit 5V für 
Dauerbetrieb, einmal mit 20V für die LEDs?

Kann dann aus dem 5V Kreis heraus der 20V Kreis geschaltet werden 
(dimmen), oder geht das nicht, weil die kein gemeinsames Potential 
haben?

Und noch eine Frage:

Wie verhält sich ein kapazitiver Vorwiderstand, wenn er nicht belastet 
wird?

Autor: Jörg B. (manos)
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Warum sollten die kein gemeinsames Potential haben? Ist doch nichts drin 
was die Schaltungen entkoppeln würde wie z.B. ein Trafo.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Dieter wrote:

> D.h. mit der kapazitiven Methode sind die Verluste kleiner, und die
> Kosten vermutlich auch.

Ganz das Gegenteil !

Ein Kondensator ist ein großer Blindwiderstand, der mit den 230V eine 
Stromquelle darstellt.

D.h. Du mußt den Kondensator immer für den Maximalstrom auslegen und 
dann allen nicht benötiogten Strom in einer Z-Diode verbruzzeln !

Ein Trafo zieht dagegen nur den Strom, den man wirklich entnimmt + seine 
Verluste.



Peter

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