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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dimmer für 210V LED-Lampe


Autor: basti (Gast)
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Hey Leute,

vor Weihnachten habe ich diesen Beitrag 
Beitrag "LM317 für 70V DC" gestartet und super viel 
Hilfe
bekommen. Es geing darum eine Schaltung für eine 70V LED Leiste zu 
bauen, mit der ich diese über einen Mikokontroller dimmen kann. Von Sven 
kam damals die angehängte Schaltung.


Nun würde ich gerne die Schaltung, die für einen 70V LED-Strahler passt
auf einen mit 210V anpassen. Die Teile bis jetzt sind:
Diode (100V / 1A)
Kondensator (10 Mikrofarad / 100V) (10 K 100V)
Kondensator (47 Mikrofarad / 100V) (47 K 100V)
Widerstände (4,7 k-ohm, 2,2 Ohm)
Bipolartransitor / NPN (bc 337) (1A / 45V)
Bipolartransitor  / NPN (BDW93C) (12A  80W  100V)

Welche Teile muss ich ändern? Verstehe ich das richtig, dass ich z.B.
einen Bipolartransitor  / NPN (BDW93C) der 100V hat mit einem ersetzte
der 220V hat?

Merci!

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Alle Bauteile müssen mit Ihren Werten halt für den 'Worst Case' 
ausgelegt sein - insbesondere was die Spannungsfestigkeit betrifft.
Damit sind (fast) alle Halbleiter betroffen, wie eben U1 & D1 (aber eben 
nicht Q3), als auch der Puffer-ELKO C1. Diese müssen die maximal 
mögliche Spannung in der Schaltung vertragen, was eben die 210V sind. 
Plus ein bißchen Sicherheit sollten die Bauteile aber für mindestens 
250V ausgelegt sein.

Übrigens hätte ich noch die Frage, warum in Deiner Simulation (noch) I1 
vorkommt??? Da mit R1 und Q3 bereits eine Konstantstromquelle vorhanden 
ist, die den max. Strom durch die LEDs auf etwa 0,3A begrenzt, würde ich 
auf I1 verzichten. Dann reicht bereits die Spannungsquelle V1 aus, aber 
die Diode D1 müßte dann zwingend umgepolt werden (ggf. kommt man auch 
ganz ohne D1 aus - mit Draht überbrücken). Ich habe es mir verkniffen 
den laaaaangen Thread Beitrag "LM317 für 70V DC" 
komplett durchzulesen. Für D1 kannst Du auch gleich eine 1N4007 
einsetzen, die kostet meist das Gleiche wie die 'kleinen Brüder' und 
kann bis 1000V eingesetzt werden.

Autor: basti (Gast)
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prima, danke für die tips. ich mach mich mal an ein plan und poste den 
später.

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Folgendes habe ich vergessen zu erwähnen:
Mit Q3 und dem Darlington U1 stellt sich, bei High-Pegel von V1, eine 
Basisspannung an U1 von ca. 2,4V ein. Bei Ansteuerung mit 0 V/+5 V (V1) 
ergibt sich damit ein max. Steuerstrom (von V1) in Höhe von (5V - 2,4 V) 
/ 100 Ohm = 26 mA. Dies ist ein recht hoher Wert, insbesondere wenn z.B. 
ein kleiner µC die PWM-Dimmung übernehmen soll. Wenn schon ein 
Darlington zum Einsatz kommen soll/kann/darf, dann sollte man(n) seine 
Vorteile auch voll auskosten, was bedeutet, daß er (laut Datenblatt) bei 
'nur' 300 mA Kollektorstrom ein Stromverstärkungsfaktor von weit über 
1000(!) aufweisen wird. Im Klartext heißt das, daß dafür nur noch ein 
mickriger Basisstrom von 300 µA ausreichen würde in voll durchzusteuern. 
Rechnet man(n) nun den max. mögl. Widerstand für R3 aus, kommt man zu 
folgendem Ergebnis: 2,4 V / 300 µA = 8 kOhm. Auch hier wieder ein 
bißchen Sicherheit (eine sogenannter Übersteuerungsfaktor) von 2 ergibt 
einen Widerstandswert von 3,9 kOhm (nächstgelegener Normwert) für R3. 
Damit reicht also schon ein Steuerstrom, geliefert von V1 (ergo dem 
angedachten µC), in Höhe von lediglich (2,4 V / 3900 Ohm =) etwa 0,6 mA 
völlig aus.
Problematischer wird das ganze nun mit den angedachten 210 Volt, da es 
eher seltener Hochvolt-Darlingtons gibt. Recht günstig sind die BU208, 
die Radio- und Fernsehtechniker aus vielen Fernsehgeräten 
(Horizontalablenkung) kennen. Er kann mehr als 1000V schalten, hat aber 
dummerweise einen ultra-schlechten Stromverstärkungsfaktor von um die 
10, womit man ihn mit mindestens einen weiteren Transistor einsetzen 
müßte um daraus eine Darlington-Konfiguration zu machen. Dumm nur, daß 
dieser Transistor ebenfalls die volle Kollektor-Emitterspannung 
aushalten muß. Hier würde ich also nach einem anderen passenderen 
Darlington ausschau halten - mir fällt ad-hoc jedenfalls keiner ein.

ACHTUNG: Einen Sicherheitshinweis möchte auf jeden Fall noch loswerden. 
Dir ist schon klar, daß Du auch schon mit der 70-Volt-Version mit 
lebensgefährlichen Spannungspotentialen zu tun hast (Stichwort: 
Schutzkleinspannungen, d.h. kleiner 42V) !?!
Im Zweifelsfall halte ich es für klüger, die Spannung klein zu halten 
und mehrere solcher LED-Ketten parallel zu schalten. Mit dem 'neuen' 
Wert für R3 sollte jeder µC auch in der Lage sein mehrere solcher 
LED-Ketten gleichzeitig anzusteuern - slebst bei 10 LED-Ketten an einem 
Ausgang müßte der µC-Ausgang 'nur' 6mA liefern. Außerdem fällt bei 
Defekt einer LED (z.B. Unterbrechung) nicht gleich die komplette 
LED-Kette aus und es ist dann völlig zappenduster.

Autor: basti (Gast)
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mmhh, danke für die ausführlichen infos. im prinzip sind jeweil 3 
Led-Module (je 70V) zusammengesteckt und werden über jeweils 3 Converter 
konstant mit strom versorgt. Da ich ja eine funktionierende Schaltung 
für jeweil ein Led-Modul (12 Power Leds) habe, könnte ich auch einfach 3 
dieser Schaltungen machen und je eine je Converter verwenden.

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Yip, aber dann mach doch mal spaßenshalber eine Kostenkalkulation.
Der Hochvolttransistor wird sicherlich teurer als der BDW93 (mit 
angehängtem 'B' ist gut für 80V und mit 'C' ist er gut für bis zu 100V). 
Desweiteren wird der Puffer-ELKO C1 um Klassen teurer. Möglicherweise 
ist dann der Einsatz von mehreren parallel geschalteten LED-Ketten 
preiswerter, als deren Serienschaltung. Es wäre evtl. sinnvoll das zu 
eruieren. Natürlich sind dann noch andere Faktoren ebenfalls zu 
berücksichtigen, wie z.B. der etwas geringere Zeit- und Materialaufwand 
bei der Verdrahtung der LED-Ketten.

Ein für mich wichtiger Aspekt wäre bei aller Sparsamkeit aber immer die 
Sicherheit. Könnte z.B. ein (Klein-)Kind an die Leitungen rankommen und 
sie evtl. rausreißen/auftrennen (wegen mangelnder Zugentlastung) und 
dann spannungsführende Leitungen berühren, Feuchtigkeit (und damit 
Kriechstrecken für hohe Spannungen), usw., usw., usw.

Wie gesagt, alles nur Gesichtspunkte nach denen man dann entscheiden muß 
was wichtiger ist.

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