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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 12V Lampe dimmen, PWM


Autor: Stefan (Gast)
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Hallo

Wenn ich eine 12V Lampe mit PWM dimme, hat das einen Einfluss auf ihre
Lebensdauer?
Ich denke das ständige ein- und ausschalten ist nicht unbedingt gut für
eine Glühlampe, sollte ich das Signal vorher mit einem LC-Filter etwas
glätten (Steilheit der Pulse)?

Danke, Gruss Stefan

Autor: Benedikt (Gast)
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Ich habe schonmal gelesen, eine 6V Lampe an 12V mit 50% PWM soll fast
die doppelte Lebensdauer haben.

Autor: Harald Hermenau (Gast)
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Hallo,
kommt auf die Lampe an. Halogenlampen sind nicht erfreut, wenn sie zu
lange mit Unterspannung (etwa kleiner 80%) berieben werden, da dann die
Temperatur des Glühfadens zu neidrig wird und die
"selbstheilungskräfte" der Lampe nicht mehr funktionieren.

Tschüß

Autor: Werner A. (Gast)
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Die Lebensdauer der Lampe geht drastisch hoch. Natürlich sollte die
Frequenz schnell genug sein. Aber das ist ja bei jedem Dimmer genauso.
Ich betreibe eine 12V Halogenbirne mit 13,2 V und PWM und habe noch nie
die Birne wechseln müssen.

Autor: Sebastian (Gast)
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Welche Treiber setzt ihr denn ein?

Autor: Stefan (Gast)
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Die Lampe lebt länger? Ist ja toll! :o)
Konkret geht es um das dimmen einer Standard-Halogenlampe eines
Autoscheinwerfers. (Halogen -> kürzere Lebensdauer?)
Kann man diesen Effekt mit der höheren Lebensdauer physikalisch
begründen?

Gruss Stefan

Autor: Stefan (Gast)
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Sebastian:
Ich würde einen N-Kanal-FET verwenden.

Gruss Stefan

Autor: Profi (Gast)
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Ist zwar ein wenig OT, aber trotzdem interessant für alle Techniker.
Hier kommen mehrere Effekte zusammen:

Das Hauptproblem ist der hohe Einschaltstromstoss.
Da der spez. Widerstand aller Metalle einen positiven Temp-Gang hat,
hat die Glühwendel im kalten Zustand einen sehr niedrigen Widerstand.

Wenn Du jetzt die Versorgung einschaltest, fließt für kurze Zeit (ca.
20 - 500ms) ein ca. 10 - 50 mal so großer Strom wie im Normalbetrieb.

Das hat mehrere Folgen: Ist die Wendel nicht überall exakt gleich dick,
wird die dünnste Stelle am schnellsten erhitzt, weil dort der Widerstand
am größten und die Masse am geringsten.

Das hat zur Folge, dass der Widerstand durch die Erhitzung noch weiter
ansteigt und noch mehr Leistung an dieser Stelle der Wendel wirkt.

Dieser Punkt wird so heiß, dass bei jedem Einschalten ein Teil der
Wendel verdampft und noch dünner wird -> Teufelskreis.

Irgendwann ist er so dünn, dass er ganz verdampft und die Lampe
ausfällt. Durch den Metalldampf kann es zwischen den Zuleitungen einen
sehr niederohmigen Lichtbogen geben, der die Sicherung gehen läßt und
schon so manches Triac/Thyristor in die ewigen Siliziumgründe wandern
ließ.

Deshalb gehen die meisten Glühlampen beim Einschalten kaputt, und die
Hersteller schreiben bei vielen Lampen Einzelsicherungen vor.

Der hohe Strom hat noch eine magnetische Folge, die Wendel wird hin-
und hergerissen, wodurch sie schneller bricht (Wolfram ist sehr
spröde).

Was lernen wir daraus? Einschaltstromstoss (inrush current) verhindern
durch

- langsames (0,1 - 1 sek) Hochfahren einer Rampe bei PWM oder
Anschnitt

- Einschalten während des Nulldurchgangs der Netzspannung (MOC3021 &
Co. mit Nullspannungsschalter)

- bei zwei Lampen / Wendel (z.B. Auto): zuerst in Reihe anheizen, dann
parallelschalten.

- Vorheizstrom fließen lassen

- Viele Halogen-Schreibtischlampen haben einen Trafo mit 2 Stellungen,
immer erst Stellung 1, dann 2.

- Lampen für kurze Zeit aus- und wieder einschalten spart zwar ein
kleinwenig Energie, verkürzt aber ohne die hiergenannten Vorkehrungen
die Lebensdauer (hat bei Entladungslampen (Leuchstoffröhren) noch
stärkeren Einfluß).

- EINBAU EINES NTCs in die Zuleitung, hab ich hier im unserem Haus
gemacht, in 3 Jahren nur eine Lampe ausgefallen (die war schon vor dem
Umbau drin)
Für große Lampen den NTC z.B. mit zeitverzögertem Relais im Betrieb
überbrücken.

Die Hersteller haben verständlicherweise kein Interesse, solche Details
zu veröffentlichen.

Der Effekt einer Halogenlampe ist, dass der Wolframdampf sich nicht am
kalten Glas absetzt und dieses schwärzt, sondern mit dem Halogen eine
chemische Verbindung eingeht, die sich an der heißen Wendel wieder
spaltet und das Wolfram sich wieder anlagert.

Warum eine 6V Lampe bei 50% und 12V doppelt so lange leben soll, ist
nicht ganz klar, ich könnte mir vorstellen, dass die PWM-Schaltung
wegen des Innenwiderstandes einfach keinen so großen Strom liefern
kann.
Weitere Ideen ? Bitte hier posten.

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

der Vorredner hat völlig recht. Für eine Halogen-Lampe ist der hohe
Einschaltstrom tötlich weil durch die Kalte Wendel einfach mehr Strom
fließt weil ihr Wiederstand geringer ist.

Opel hatte z.b. bei den Corsa B das Problem das dort die
Scheinwerferlampen sehr oft kaputt gingen wegen der stark
dimensionierten Stromkabel. Das ist einerseits wünschenswert das halt
14 statt 12V an der Lampe auch fast 20% mehr Helligkeit ergibt. Auf
grund von häufigen beschwerden kann man sich Wiederstandsleitungen
kostenlos reinmachen lassen.

Ich empfehle aber einen anderen Weg möglichs na am Scheinwerfer einen
Kondensator installieren, dieser zieht nämlich so viel Strom das selbt
mit dem Dicken Kabel in der Einschaltphase der Kabelwiederstand sich
stark auswirkt und so die Lampe etwas langsammer hochgedimmt wird 10tel
Sek. Bereich aber es hilft.

Man kann sich mittels Fet auch ne schöne Einschaltdimmerung bauen indem
ein Wiederstand zum Gate führt aber noch ein Kondensator parallel sitzt
durch den Wiederstand lädt sich dieser auf und die Spannung am Gate
geht langsam hoch so wird die Lampe auch hochgedimmt und durch nen Poti
kann man die Geschwindigkeit schön einstellen.

Autor: buz11 (Gast)
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"Ich empfehle aber einen anderen Weg möglichs na am Scheinwerfer einen
Kondensator installieren, dieser zieht nämlich so viel Strom das ...
"

... der Schalter (auch elektronischer) möglichst schnell kaputt geht .
Der Kondensator ist ein schöner Kurzschluss .

Autor: Steffen (Gast)
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Moin moin
ich muss mich jetzt mal hier anhängen:
Ich weiß dass es nicht erlaubt ist und so. Aber ich fahre einen Golf 4 
und in diesen leben die H7 Abblendlichtbirnen nicht sehr lang.
Also war meine Überlegung:
Niedrigere Spannung an die Birne -> längere Lebensdauer.
Wenn ich aber jetzt die Spannung verringere wird ja auch meine 
Beleuchtung deutlich schlechter. Also weitere Überlegung:
100W Birne so weit runter dimmen, so dass ich die Gleiche Helligkeit 
habe, wie bei einer 55W mit 12V.
Aber wie dimme ich? Mit PWM? Wenn ja welchen Fet nehme ich. Und wie weit 
darf ich runter dimmen, so dass ich mir nicht die Lebensdauer wieder 
verkürze durch die zu niedrige Temperatur. Oder reicht mir schon ein 
langsames Einschalten und dann doch die 55W bis auf volle Helligkeit 
fahren?

Beratet mich mal bitte
Gruß
Steffen

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