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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsfestigkeit der Spule im Schwingkreis


Autor: Multi Kulti (multikulti)
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Hallo allerseits,
ich beschäftige mich momentan mit dimmbaren Vorschaltgeräten und wollte 
dazu einen einfachen Versuchsaufbau machen.(Im Anhang enthalten)
Die Halbbrücke soll den Schwingkreis ins schwingen bringen, sodass sich 
die Spannung bis zur Zündspannung der Leuchtstoffröhre aufschwingt. Die 
Zündspannung liegt bei etwa 900V. Ich möchte einen 9nF Kondensator 
verwenden und eine 7 mH Spule. Die Resonanzfrequenz liegt damit bei etwa 
20kHz. Bei Reichelt habe ich eine passende Spule gefunden: 
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B512;GROUPI... 
Mein Problem ist allerdings das im Datenblatt keine Spannungsfestigkeit 
angegeben ist. Der Wiederstand ist zwar mit 30 Ohm angegeben und der 
maximale Strom mit 80mA, woraus sich theoretisch eine maximale Spannung 
von 2.4V bei Gleichstrom ergibt. Wird eine höhere Spannung angelegt wird 
die Spule überlastet. Aber wie ist das jetzt im Reihenschwingkreis? 
Obwohl hier zeitweise eine sehr hohe Spannung über das Bauteil abfällt ( 
in meinem Fall maximal 900V ) sollte die Spule ja im optimalen Fall gar 
keine Leistung mehr aufnehmen. Die Energie wird ja lediglich zwischen 
Spule und Kondensator hin und her geschoben. Trotzdem fällt eine sehr 
hohe Spannung über die Spule ab.
Meine Frage ist also, woher weiß ich jetzt ob die Spannungsfestigkeit 
der Spule ausreicht? Im Datenblatt scheint es ja keine Angabe darüber zu 
geben.

Danke im voraus

mfg Steffen

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Steffen P. (multikulti)

>ich beschäftige mich momentan mit dimmbaren Vorschaltgeräten und wollte

Hmm, ob das so sinnvoll ist? Und vor allem, ob du dazu ansatzweise die 
Kenntnisse hast? Ich hab da meine Zweifel.

>dazu einen einfachen Versuchsaufbau machen.(Im Anhang enthalten)
>Die Halbbrücke soll den Schwingkreis ins schwingen bringen, sodass sich
>die Spannung bis zur Zündspannung der Leuchtstoffröhre aufschwingt.

Der Rest der Welt macht das anders, mit einem Royer Converter + 
Trafo. Warum wohl?

>Zündspannung liegt bei etwa 900V. Ich möchte einen 9nF Kondensator
>verwenden und eine 7 mH Spule. Die Resonanzfrequenz liegt damit bei etwa
>20kHz. Bei Reichelt habe ich eine passende Spule gefunden:
>http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B512;GROUPI...

;-)
Du hast ein Talent für Komik. Ich glaub das ist eine Marktlücke. 
Ex-Ärzte als Komiker gibt es ne Menge, aber E-Tehniker wäre mal was 
neues.

>Mein Problem ist allerdings das im Datenblatt keine Spannungsfestigkeit
>angegeben ist.

Weil das bei DER Spule keinen ineressiert.

> Der Wiederstand ist zwar mit 30 Ohm angegeben und der
>maximale Strom mit 80mA, woraus sich theoretisch eine maximale Spannung
>von 2.4V bei Gleichstrom ergibt. Wird eine höhere Spannung angelegt wird
>die Spule überlastet.

Ohje! Schon mal über die Eigenschaft INDUKTIVITÄT nachgedacht? Und mal 
überlegt, wie so ein Reihenwiderstand einer Spule wirkt?

> Aber wie ist das jetzt im Reihenschwingkreis?
>Obwohl hier zeitweise eine sehr hohe Spannung über das Bauteil abfällt (
>in meinem Fall maximal 900V ) sollte die Spule ja im optimalen Fall gar
>keine Leistung mehr aufnehmen.

Doch, die nimmt einiges an Leistung auf. Aber meistens gibt sie die auch 
wieder ab. Nennt der Fachmann Blindleistung.

>Meine Frage ist also, woher weiß ich jetzt ob die Spannungsfestigkeit
>der Spule ausreicht?

Ich sags dir einfach. Vergiss das Ding. Und beschäftige dich mal mit ein 
paar Grundlagen. Und Solche Lampen dimmt man anders. Siehe die Links im 
Artikel oben.

http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/6/63/Dn164f.pdf

MfG
Falk

Autor: R. Freitag (rfr)
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Steffen P. schrieb:
> Hallo allerseits,
> ich beschäftige mich momentan mit dimmbaren Vorschaltgeräten und wollte
> dazu einen einfachen Versuchsaufbau machen.(Im Anhang enthalten)

Die Angabe von Spannungen erscheint nicht immer vollkommen unsinnig.

> Die Halbbrücke soll den Schwingkreis ins schwingen bringen,

Schwingende Halbbrücken sind sehr selten geworden und ausserdem in 
deiner Zeichnung nicht enthalten. Was du meinst, ist eine 
Gleichrichterbrücke. Sie schwingtr nicht, richtet aber die anliegende 
Spannung gleich. Der Kondensator glättet den Spannungsverlauf etwas, so 
daß eine Gleichspannung anliegt.


 sodass sich
> die Spannung bis zur Zündspannung der Leuchtstoffröhre aufschwingt.

Der fliessende Strom durch w1 induziert in w2 oder w3 eine Spannung, die 
wechselweise die dahinterliegenden Transistoren ähem bzw. abschaltet. 
Die Frequenz dieser Oszillation wird durch die RC-Kombination bestimmt.

Im Nichtbrennzustand der Lampe ist deren Widerstand sehr hoch, der 
Serienschwingkreis hat also eine hohe Güte und dementsprechend eine hohe 
Resonanzüberhöhung. Diese liegt über der Zündspannung und die Lampe 
zündet.

Brennt die Lampe, dass ist der Schwingkreis stark bedämpft. 
Typischerweise liegtr die Brennspannung einer solchen Lampe zwischen 40 
und 90 V.



 Die
> Zündspannung liegt bei etwa 900V. Ich möchte einen 9nF Kondensator
> verwenden und eine 7 mH Spule. Die Resonanzfrequenz liegt damit bei etwa
> 20kHz.

Die Spule, die du meinst, ist ein Energiespeicher und deswegen kannst du 
die Reicheltspule nicht verwenden. Einen Energiespeicher musst du auf 
einen Ferritkern wickeln. Zweckmässigerweise verwendet man hier einen 
Kern mit Luftspalt. Der Kern muss mit dem Kondensator  zusammen auf der 
Frequenz des RC-Gliedes resonant sein, damit die Resonanzüberhöhung 
eintreten kann, aber bestimmt wird die Resonanzfrequenz vom RC-Glied.


Viele Grüsse

Robert
( und bitte vergessen Sie nicht, Ihre Antenne zu erden.)

Autor: Multi Kulti (multikulti)
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Tschuldigung, falscher Schaltplan. Richtiger Schaltplan hier angehangen.

Der Beitrag vom Herrn Falk ist ja echt produktiv, manche Leute scheinen 
nichts mit ihrer Freizeit anfangen zu können.

Kurz zum Thema dimmen von Leuchtstofflampen:
Nach längerem recherchieren im Internet (unter anderem in diesem Forum) 
bin ich auf zwei Techniken gestoßen die zum Dimmen verwendet werden. Die 
eine ist die im Schaltplan gezeigte Technik, wobei die Leistung über die 
Eingangsfrequenz gesteuert wird. Bei niedrigerer Eingangsfrequenz erhöt 
sich der Blindwiederstand des Kondensators und der Lampenstrom nimmt ab. 
( funktioniert aber anscheind nur bedingt)
Bei der anderen Technik handelt es sich um eine 
Phasenanschnittssteuerung bei der aber, bei jedem Zünden des Thyristors 
eine Zyndspannung für die Lampe erzeugt wird. (Wens interessiert, der 
mag die Datei im Anhang durchblättern)
Das man einen Leistungsoszilator dafür verwendet hab ich noch nicht 
gehört. Nur gut das der Herr Falk das besser weiß.

R. Freitag schrieb:
> Schwingende Halbbrücken sind sehr selten geworden und ausserdem in
> deiner Zeichnung nicht enthalten. Was du meinst, ist eine
> Gleichrichterbrücke. Sie schwingtr nicht, richtet aber die anliegende
> Spannung gleich. Der Kondensator glättet den Spannungsverlauf etwas, so
> daß eine Gleichspannung anliegt.

Entschuldigung, ich habe den Falschen Schaltplan hochgeladen. Der 
richtige ist jetzt im Anhang. Gemeint ist natürlich keine 
gleichrichterbrücke sondern ein Zweiquadrantensteller (wobei man diesen 
Ausdruck nur in der Antriebstechnik verwendet)

R. Freitag schrieb:
> Im Nichtbrennzustand der Lampe ist deren Widerstand sehr hoch, der
> Serienschwingkreis hat also eine hohe Güte und dementsprechend eine hohe
> Resonanzüberhöhung. Diese liegt über der Zündspannung und die Lampe
> zündet.
>
> Brennt die Lampe, dass ist der Schwingkreis stark bedämpft.
> Typischerweise liegtr die Brennspannung einer solchen Lampe zwischen 40
> und 90 V.

Genau so ist es gedacht. Mit der Halbbrücke soll die Frequenz im 
Gezündeten betriebszustand verändert werden, sodass sich der 
Blindwiederstand des Kondensators erhöt, bzw abnimmt.

Also nochmal: Die Spule soll zusammen mit dem Kondensator ein 
Schwingkreis bilden der die Zündspannung für die Leuchstofflampe 
erzeugt. Nach dem Zünden übernimmt die Spule keine besondere Aufgabe 
mehr. Obwohl die Spule im Schwinkgreis keine besondere Wirkleistung 
aufnimmt, liegen zeitweise über 900V an der Spule. ( Ab 900V zündet die 
Lampe und der Schwingkreis wird stark gedämpft)
Meine Frage ist nach wie vor, hält die Spule von Reichelt 
(http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B512;GROUPI...) 
das nun aus oder nicht?

Autor: R. Freitag (rfr)
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Steffen P. schrieb:
[...]
> Genau so ist es gedacht. Mit der Halbbrücke soll die Frequenz im
> Gezündeten betriebszustand verändert werden, sodass sich der
> Blindwiederstand des Kondensators erhöt, bzw abnimmt.

Die Resonanzfrequenz bleibt konstant. Die Bedämpfung des Schwingkreises 
geschieht ausschliesslich durch die gezündete lampe. Die Lampe ist im 
Prinzip ein Widerstand, der den Kreis bedämpft. Eine Änderung der 
Resonanzfrequenz ist nicht erforderlich.
>
> Also nochmal: Die Spule soll zusammen mit dem Kondensator ein
> Schwingkreis bilden der die Zündspannung für die Leuchstofflampe
> erzeugt. Nach dem Zünden übernimmt die Spule keine besondere Aufgabe
> mehr.

Doch. Sie wird weiterhin als Teil des Schwingkreises betrieben. Sie 
speichert Energie.

> Meine Frage ist nach wie vor, hält die Spule von Reichelt
> 
(http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B512;GROUPI...)
> das nun aus oder nicht?

NEIN!!
Diese Spule wirst du schon auf einen E-Kern wickeln müssen.

Robert

Autor: Martin O. (ossi-2)
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> Der Rest der Welt macht das anders,
> mit einem Royer Converter + Trafo.

In einer Energiesparlampe hab ich noch nie einen Royer + Trafo gefunden.

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