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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kapazitive Stromversorgung mit Keramikkondensatoren?


Autor: Dominik Friedrichs (forlix) Benutzerseite
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Hallo,

habe nun nach langem überlegen eine vermeintliche Lösung für mein 
Problem gefunden. Es geht darum eine kleine Steuerung mit 
Mikrocontroller und Triacs (ca. 15mA) an 24Vac (18-27) zu betreiben, 
dazu allerdings noch 2 LEDs mit je 20mA.

Bei Verwendung von nem 78M05 DPAK Regler gibts das Problem das der über 
einen Watt verbrät wegen den beiden LEDs, ohne die wärs kein Problem, da 
ja die Steuerung nur 15mA braucht. Es sollen aber diese 2 Leds versorgt 
werden über die vorhandenen 24Vac, würde man das mit Vorwiderständen 
direkt machen käme da auch was um die 500mW pro Widerstand raus - 
inakzeptabel.

Nachdem ich bereits Schaltregler in Erwägung gezogen hab, die aber für 
den Zweck zu teuer sind (und "overkill"), kam ich dann auf die 
Kondensator-Methode, Schaltplan siehe Anhang.

Ich habe dazu 4.7u Keramik-Vielschicht SMD-Kondensatoren ausgesucht, 
Spannungsfestigkeit 50V. Ich bräuchte etwa 8.8uF als 
Vor(blind)widerstand und daher nehm ich 2 parallel (10u gibts nicht mit 
50V Festigkeit, bzw. zu teuer). Maximale Spannung die über den Cs 
auftritt ist ca. 40V.

Nun ist die Frage, können die sowas überhaupt ab, auf diese Art und 
Weise benutzt (und "durchflossen") zu werden? Wie sieht es mit der 
Stromverträglichkeit aus? z.B. beim Anschalten beim Spitzenwert von ca 
38V, treten mit 10 Ohm Schutzwiderstand kurzzeitig ca 4A auf... 
Alterungserscheinungen?

Andere Kondensatoren kommen leider nicht in Frage, es sollte schon klein 
und SMD sein.

Dann noch eine andere Sache - Wie stabil muss eigentlich die Spannung 
für die AVRs (oder Controller generell) sein? Stört z.B. ein Ripple von 
0.4V mit 100Hz? Steht da etwas zu in den Datenblättern oder gibts ne 
Application note? Hab auf den ersten Blick nichts gefunden.

Gruß
Dominik

Autor: mr.chip (Gast)
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> Stört z.B. ein Ripple von
> 0.4V mit 100Hz? Steht da etwas zu in den Datenblättern oder gibts ne
> Application note?

Ein AVR hat damit nicht gross Probleme, so lange keine empfindliche 
Peripherie angeschlossen ist.

> Wie sieht es mit der
> Stromverträglichkeit aus? z.B. beim Anschalten beim Spitzenwert von ca
> 38V, treten mit 10 Ohm Schutzwiderstand kurzzeitig ca 4A auf...
> Alterungserscheinungen?

Heikel. 4 A auf 10 Ohm sind immerhin 160 W... Da geht ein kleiner 
Widerstand sehr, sehr schnell kaputt.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Ich würde einfach mal andere LEDs nehmen und mit wesentlich weniger 
Strom ansteuern.
Nimm LEDs mit einem sehr guten Wirkungsgrad und laß so 3-5mA fließen.

Autor: Dominik Friedrichs (forlix) Benutzerseite
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Die LEDs stehen fest, da lässt sich leider nichts mehr aussuchen.
Zu dem Schutzwiderstand - da könnte man eine Drossel nehmen, z.B. 1mH, 
begrenzt den Einschaltstrom auch auf unter 4A, muss nochmal nachschauen 
ob die auch den Strom aushält.

Hat sonst noch jemand Infos zu Keramik-Cs? Ich kann mir schlecht 
vorstellen das die wirklich robust genug sind für diesen Zweck.

Gruß
Dominik

Autor: Dominik Friedrichs (forlix) Benutzerseite
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So ich hab vorhin 2 mal 4.7u SMD Keramikkondensatoren aus der 
Grabbeltüte genommen, Spannungsfestigkeit unbekannt, stammen aus alten 
Festplatten, wird also wohl kaum 50V sein. Gemessene Kapazität war 4.9uF 
jeweils.

Hab sie dann nen Stündchen in der o.a. Schaltung mit DC-Last von 40mA 
betrieben und ne kleine AVR Schaltung speisen lassen, klappte wunderbar, 
und nix wird warm. Gespeist wurde das ganze von 24Vac Steckernetzteil, 
24Vac unter Last vorhanden. Nun haben die Cs noch 4.4uF, vermutlich 
wegen der unzureichenden Spannungsfestigkeit. Aber ansonsten läuft das 
wunderbar...
Ich habe einfach mal einen Schutzwiderstand weggelassen, was nicht da 
ist kann auch nicht abbrennen. Der Einschaltstrom wird dabei also durch 
die Keramik-Cs und dann durch den 470u Elko kurzgeschlossen, hab auch 
ordentlich an und abgeschaltet mit Funken, scheint die nicht zu 
interessieren.
Anzumerken sei noch, das die Schaltung letzendlich fest mit dem Trafo 
verbunden ist, d.h. es werden nur Spitzen beim Einstecken des 
Netzsteckers vom Trafo kommen, wobei ich da bei Induktivitäten der 
Meinung bin, das da eigentlich keine Spikes kommen, höchstens beim 
ausschalten.

Das einzige Problem wäre dann noch, die Stromreserven ausreichend 
auszulegen, dass das ganze auch von 18-27Vac funktioniert, was dann 
natürlich noch größere Kapazitäten braucht, und die Z-Diode letzendlich 
bis zu 400mW verbrät, immernoch viel weniger als die 
Spannungsregler-Lösung.

Gruß
Dominik

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