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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wirkungsgrad steigern. Was kann ich tun?


Autor: Leo B. (luigi)
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Servus,

wie schon in diesem
Beitrag "Wie viele LEDs leuten in Serienschaltung?"
Fred diskutiert geht es darum mit bis unter 1V LEDs noch leuchten zu 
lassen.
Dazu hab ich mir jetzt letzten Endes diese
http://elm-chan.org/works/led2/report.html
Schaltung nachgebaut. Die Spule hab ich mit 2x45 Wicklungen und dem 
Draht einer alten Spule auf den Kern einer anderen Spule gewickelt. 
Ziemlich exakt so wie im Artikel beschrieben.
Als Transistor hab ich jetz alle meine hier rumfliegenden 
npn-Transistoren ausprobiert. nur irgendwie komme ich mit dem 
Wirkungsgrad nicht über 50%.
probiert habe ich das ganze jetzt erstmal mit nur 10 (5 x 2) LEDs.
Ich vermute aber mit allen 28 wird das ganze aber dann wohl nicht 
effizienter.
Die Spule werde ich erneut wickeln. Diesmal dann mit etwas dickerem 
Draht und noch ein paar mehr (saubere) Windungen. Ich dachte so an vllt 
60 Saubere Umwicklungen pro Spule.
Aber kann mir vllt jemand von euch sagen worauf ich beim Transistor vllt 
achten sollte, damit ich hier ein Höchstmaß an Effizienz herausholen 
kann?

Autor: ROFL (Gast)
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vllt solltest du vllt eine fertige spule vllt kaufen.
die effektivität einer spule hängt stark von der bauweise und dem 
kernmaterial ab. wirste durch heimisches ausprobieren kaum so gut 
hinbekommen wie studierte spulenexperten in ihren labors.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Hans Wurst wrote:

> Aber kann mir vllt jemand von euch sagen worauf ich beim Transistor vllt
> achten sollte, damit ich hier ein Höchstmaß an Effizienz herausholen
> kann?

Niedrige Sättigungsspannung. Die Transistoren die ELM Chan verwendet, 
bekommt man bei Reichelt. Die haben eine um fast Faktor 10 niedrigere 
Sättigungsspannung als z.B. ein BC337!
Die 700mV die ein BC337 bei 500mA hat, sind fast die halbe 
Betriebsspannung bei 1,5V. Da kann also nicht viel mehr als 50% 
Wirkungsgrad rauskommen.
Es gibt da etliche Transistoren die für sowas perfekt sind:

2SD965
2SC2458
2SC3279
die meisten von Zetex
und viele andere

Die Spule ist nicht ganz so kritisch, da die Leistung und die Frequenz 
recht klein sind.
Was z.B. gut funktioniert sind die L-PISxx Spulen, oder auch 09Pxx oder 
L-11Pxx wenn man die Hülle von denen entfernt. Als Induktivität habe ich 
um die 100uH verwendet.

Ich hatte bei meiner Schaltung mal nachgerechnet: Der gemessene 
Wirkungsgrad lag etwa 5% über dem erwarteten (bei Berücksichtung der 
Verluste  im Transistor, Spule, Diode usw. anhand der typischen Werte 
aus dem Datenblatt.)

Autor: Leo B. (luigi)
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Benedikt K. wrote:

> Es gibt da etliche Transistoren die für sowas perfekt sind:
>
> 2SD965
> 2SC2458
> 2SC3279
> die meisten von Zetex
 Hey Danke. Genau sowas hab ich doch gesucht. Danke dir.

> Die Spule ist nicht ganz so kritisch, da die Leistung und die Frequenz
> recht klein sind.
> Was z.B. gut funktioniert sind die L-PISxx Spulen, oder auch 09Pxx oder
> L-11Pxx wenn man die Hülle von denen entfernt. Als Induktivität habe ich
> um die 100uH verwendet.

Ähm sorry wenn ich dumm Frage, aber das sind doch alle nur einfach 
gewickelte, oder lieg ich da jetz irgendwie falsch und such nur bei den 
falschen firmen?!

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ja, das sind einfache Spulen. Alles andere ist nur sehr schwer zu 
bekommen. Auf den bedrahteten Spulen ist noch viel Platz, wenn man die 
Kunststoffhülle entfernt und man kann die Rückkopplungswicklung aus 
dünnem Draht draufwickeln.

Autor: Leo B. (luigi)
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Ok also mit dazu wickeln... und woher weiß ich wieviele Windungen? oder 
einfach nach gefühl...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Entweder nach Gefühl, oder nachmessen:
- Abwickeln und Windungszahl zählen
- Eine Spannung draufgeben und solange wickeln bis die neue Wicklung 
auch diese Spannung erzeugt
- Nach Gefühl wickeln, ausprobieren, nachmessen ob an der Wicklung etwa 
3-5Vss erzeugt werden.

Autor: Leo B. (luigi)
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Ok... dann werd ich mal diesen weg testen.
Vielen Dank

Autor: Leo B. (luigi)
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So... jetzt war ich einige Tage beschäftig und das "Projekt" musste 
ruhen, aber ich bin wieder dran.
Ich frage mich im Moment nur was besser ist als Diode.
Ne Schottky denke ist da mehr oder weniger Pflicht (denk ich zumindestg, 
wegen schnellen Schaltzeiten und geringem Spannungsabfall, die höheren 
leckströme denk ich kann ich bei der spannung fast vernachlässigen, 
rchtig?), aber welche?
gibt ja nur 2 ^^
ich durchstöber ja grad so bissi die Reichelt Datasheets und bisher ist 
die beste die ich gefunden hab die SB520
nur bissl oversized: 5A... aber wenn ich des Diagramm richtig les hat 
die bei 25°C unter 400mV forward Voltage. Bissl kleiner wär zwar schon 
nobel, aber is ja schon was.
Und wenn ich sie noch beheiz wird’s noch besser. Also wird der 
Transistor draufgeklappt, dann heizt der sollte er denn warm werden.

Was denkt ihr. Hat jemand bessere Vorschläger oder sogar Ahnung von 
Dioden?

Ich weiß nur immer wie der Zeug prinzipiell funktioniert, aber dann is 
auch schon ende… leider…

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Hans Wurst wrote:

> Ne Schottky denke ist da mehr oder weniger Pflicht

Ja, eine Schottkydiode sollte es schon sein. Der Strom ist um einiges 
höher als der Leckstrom, daher ist der vernachlässigbar.

Noch weiter optimieren könnte man die Diode, wenn man diese durch einen 
aktiven Gleichrichter ersetzt:
Dazu wird die Diode durch einen Mosfet ersetzt. Mit einer weiteren 
Hilfswicklung wird das Gatesignal für diesen erzeugt: Immer wenn der 
Transistor abschaltet, und die Spule die Spannung für die LEDs erzeugt, 
wird der Mosfet leitend und spielt dann Diode.

Autor: Leo B. (luigi)
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hmmmmmm... interesante Theorie.
Aber schieß ich mir nicht meinen Transistor wenn die 
Collector-Emitter-Spannung negativ wird? also Collector-Potential 
niedriger als Emitter-Potential?
Des wär ja immer der Fall sobald der "haupt"-Transistor durchschaltet.

Edit: ach falsch gelesen ein MosFET...
Aber gilt bei dem nicht das selbe nur eben mit der 
Drain-Source-Spannung?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das geht wunderbar, wird auch vor allem bei niedrigen Spannungen und 
hohen Strömen häufig verwendet.

http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichrichter#Synchro...

Autor: Leo B. (luigi)
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Interessant. Da werde ich nen FET mitbestellen und des dann auch mal 
austesten. Danke für den Tip.

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