Joule Thief - Frequenz?

@  Pedda (Gast)

>Wie kann man hier

>http://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief

>die Schwingfrequenz bestimmen?

Über die Induktivität, Sättigungsstrom und Betriebsspannung sowie 
LED-Spannung.

Induktivität (L_S) und Sättigungsstrom (I_S) kann man messen, siehe 
[Spule]], die Betriebsspannung (U_E) sowie LED-Flußspannung (U_F) sind 
bekannt.

Der Joule Thief ist eine einfacher Sperrwandler mit zwei Arbeitsphasen.

Spule laden (t1)

t1= I_S * L_S / U_E

und Spule entladen (t2).

t2 = I_S * L_S / U_F

Die Periodendauer ist t1+t2, die Frequenz logischerweise 1/(t1+t2).

MFG
Falk

Pedda schrieb:
> Wie kann ich den Wirkungsrad ermitteln?

Ganz grob angenähert: mit LTSpice simulieren.

Ansonsten: Oszi und integrieren. "TrueRMS"-Multimeter wollen meist keine 
xx kHz.

@  Pedda (Gast)

>Warum ist die Periodenzeit (der Sättigung) dominierend / maßgebend?

Weil damit die Steurung funktioniert (Selbstschwinger).

Sättigung -> Induktionsspannung weg -> Transistor schaltet aus

>noch ne Frage: Wie kann ich den Wirkungsrad ermitteln? :D

Messen? Eingangsstrom und Spannung kann man leicht mit dem Multimeter 
messen (großen Elko am Eingang platzieren, so 10-100uF). Die 
Ausgangsspannung und Tastverhältnis kann man per Oszi messen, den Strom 
über einen kleinen Shunt gegen Masse im Fußpunkt der LED.

MFG
Falk

Falk Brunner schrieb:
> Ausgangsspannung und Tastverhältnis kann man per Oszi messen, den Strom
> über einen kleinen Shunt gegen Masse im Fußpunkt der LED.

Oder alternativ: Zweite LED daneben mit einstellbarer KSQ, auf gleiche 
Helligkeit justieren, und hoffen dass die LEDs halbwegs gleiche 
Kennlinien haben.

@  Εrnst B✶ (ernst)

>Oder alternativ: Zweite LED daneben mit einstellbarer KSQ, auf gleiche
>Helligkeit justieren, und hoffen dass die LEDs halbwegs gleiche
>Kennlinien haben.

Vergiss es. Das menschliche Auge ist dafür schlicht zu schlecht. Siehe 
LED-Fading.

MfG
Falk

@  Maiki (Gast)

>Durch welche Faktoren ist die Spannung

Duch die Spannungsfestigkeit des Transistors.

> und der Strom begrenzt?

Durch den Sättigungsstrom von Transistor und Spulenkern.

> -> Kann
>ich an so einer 1,5V batterie damit ein 12V akku laden?

Theoretisch ja, praktisch wird der Strom sehr klein sein, die Ladung 
dauert ewig.

MfG
Falk

Sooo und weils so schön ist, hier mal ein paar Praxiswerte.

Joule Thief, gebaut nach Schaltung von hier. BC337, grüne LED.

http://cappels.org/dproj/ledpage/leddrv.htm

2x16 Windungen auf einer größeren Ferritperle mit ca. 2mm Innen- und 5mm 
Aussendurchmesser. Induktivität 2x220uH. Das Bild im Anhang zeigt den 
Betrieb bei 0,5V, Kanal 1 ist der Eingangsstrom, Kanal 2 die 
Ausgangsspannung. Die Stromspitze liegt bei 16,5mA, die Aufladezeit bei 
9,4µs, die Entladezeit 2,9µs. Nun rechen wir mal etwas.

$$L = \frac{U \cdot t}{I}$$

$$I = \frac{U \cdot t}{L}$$

$$I = \frac{0,5V \cdot 9,5\mu s}{220\mu H} = 21,3mA$$

Passt nicht ganz, weil die Kollektor-Emitter Sättigungsspannung noch 
abgezogen werden muss. Die geht in etwa linear von 0-150mV, im Mittel 
also ~75mV.

$$I = \frac{0,425V \cdot 9,5\mu s}{220\mu H} = 18,1mA$$

Das passt recht gut zur Messung.
Nun das Gleiche für die Enladung über die LED. Die Ausgangsspannung lieg 
bei ca. 1,9V während der Entladephase.

$$I = \frac{1,9V \cdot 2,9\mu s}{220\mu H} = 25mA$$

Hier müßten zwar auch 18mA rauskommen, aber ein paar Mess- und 
Rundungsfehler scheinen etwas dagegen zu haben.

Nach der oben genannten Rechnung kommt man auf folgende Werte

Spule laden (t1), gemessen 9,4µs.

$$t1= \frac{I_S \cdot L_S} {U_E-U_{sat}}$$

$$t1= \frac{16.5mA \cdot 220\mu H} {0,5V-0,075V}=8,5\mu s$$

und Spule entladen (t2), gemessen 2,9µs.

$$t1= \frac{I_S \cdot L_S} {U_F}$$

$$t1= \frac{16.5mA \cdot 220\mu H} {1.9V}=1.9\mu s$$

Das ist eine brauchbare Abschätzung.

MFG
Falk

Huch, Anhang vergessen?