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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie funktioniert wohl diese LED Lampe


Autor: Olli (Gast)
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Hallo.
Ich habe gestern LED Leuchtmittel gekauft. 2,6 Watt, 48 einzelne LEDs. 
Waren relativ günstig.
Steht groß dran "Not dimmable".

Jedenfalls, in Ermangelung eines Halogennetzeils habe ich eine erst mal 
am Labornetzteil angeschlossen um sie zu testen.

Dabei fiel mir auf: ab ca 3,6V fangen sie an zu leuchten, ab ca 5V 
leuchten sie mit ihrerer vollen Helligkeit.
Die wird im Betrieb auch überhaupt nicht warm. Lineare Stromreglung 
wirds also nicht sein. Einfacher Vorwiderstand ist es auch nicht, da 
sonst die Helligkeit nicht über einen so weiten Spannungsbereich gleich 
wäre.

Vermutlich ist ein Schaltregler drin. Aber der wäre schon ziemlich 
klein.
Für den Preis kann ich mir auch nicht so recht vorstellen, dass da ein 
richtiger Schaltregler für LEDs drin ist.

Ich möchte die Lampe nicht knacken um nachzusehen da mir sonst eine 
fehlt.
Wie könnte sie also funktionieren?

Es handelt sich um das Leuchtmittel
"XQ-Lite eco Series" Bestellnummer: XQ9908,
http://www.xqlite.nl/led_series_DE.html

Vielleicht kennt sich ja wer aus.
Sollte die wirklich mit Schaltregler sein, dann sind sie wirklich ein 
wahres schnäppchen und ich geh mir noch welche holen.

Autor: Olli (Gast)
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ICh bin kein Verfechter von LED Beleuchtung, ich habe mich im Flur jetzt 
für LEDs entschieden, weil es sich da sehr anbot.

Aber wenn diese Lampen sehr gut für ihr Geld sind (6 Euro) baue ich mir 
im Wohnzimmer auch LEDs in Warmweiß statt normale Halogen ein.

Autor: Johann (Gast)
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Sehr "interessante" Seite! Bei keiner Lampe steht die Betriebsspannung 
dabei, nach welchen Kriterium hast Du denn da gekauft??? Die Vergleiche 
zu Glühlampen - eine 10-W LED-Lampe soll so hell sein wie eine 80 Watt 
Glühlampe? Glaube ich nie im Leben. Und die Lampe, die Du da hast: LEDs 
in 3 oder 5mm bedrahteter Bauform, wie Deine Lampe sie vermutlich hat, 
gibt es m.W. nur mit wesentlich schlechteren Wirkungsgraden als die 
neuesten High-Power LEDs (die tatsächlich so in etwa an die 
Glühlampenvergleiche auf dieser Seite rankommen). Ich vermute, Deine 
Lampe hat einfach einen Vorwiderstand vor jeder LED, insgesamt also eine 
vergleichsweise beschissene Energiebilanz. Und warm wird's wegen der 
insgesamt großen Oberfläche nicht, die Wärme verteilt sich.

Johann

Autor: Olli (Gast)
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Also das mit dem Vorwiderstand glaube ich ehr weniger, weil sie wie 
gesagt mit voller Helligkeit schon bei 5V leuchtet.
Ein paar W Verlustleistung würde man außerdem richtig deutlich merken.


Was den Wirkungsgrad angeht: Die HighPower LEDs haben häufig weniger 
Lumen pro Watt als die normalen 5mm Leds.

Außerdem ist mir der Wirkungsgrad sowieso nicht so wichtig. Wichtig ist 
ein möglichst breiter Öffnungswinel. Diese Lampen haben 60°, die meißten 
anderen Modelle hatten weniger. Mehr brachte nur ein Modell mit Strawhat 
LED's.

Die Helligkeit und das Licht ist nicht mit einer Glühlampe vergleichbar. 
Ich habe das einfach über die "Masse" gemacht und entsprechend viele LED 
Leuchtmittel im Flur vorgesehen.

Was anderes als LED Leuchtmittel kann ich dort nicht einsetzten. Halogen 
wird zu heiß, in der Decke ist nur ca 3-4 cm platz und in unmittelbarer 
Nähe überall Holz und Dampfsperrfolie. Die Leuchtstofflampen in Spotform 
sind zu hoch.
Alternative: Eine normale Wannenleuchte mit Leuchtstoffröhre an die Wand 
schrauben.

Autor: Olli (Gast)
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Ich bin im Internet auf Bilder einer vergleichbaren LED Lampe gestoßen. 
(Ebenfalls mit ettlichen 5mm Leds bestückt)

Dort ist ein kleiner LED Treiber drin.

Gibts für sowas spezielle IC's?

Autor: Floh (Gast)
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Olli schrieb:
> Dort ist ein kleiner LED Treiber drin.

Für mich sieht das  nur nach Gleichrichter und Vorwiderstand aus.
Zufälligerweise noch ein Kondensaotr auf der Platine?
(-> Kondensatornetzteil)
:-)

Autor: Olli (Gast)
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Kondensatornetzteil ist definitiv keins drin. Die Lampen funktionieren 
auch mit DC aus dem Labornetzteil.
Konstanter Lichtstrom im Bereich von 5-12V (Höher bin ich nicht 
gegangen) spricht für eine Reglung in irgendeiner Art.
Ich muss sie mal bei 12V lange leuchten lassen, und mal sehen, wie warm 
das Teil wird.
Angenommen, alle LEDs sind parallel geschaltet (Ab ca 3,6V fängt es an 
zu leuchten), haben diese einen Gesamtstrom von ca 800 mA. Bei 12V würde 
eine linearreglung oder Widerstand ca 7 Watt verheizen. Das merkt man 
definitiv.

Autor: Ingo W. (Gast)
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Das könnte z.B so aussehen:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantst...
wobei auch hier, der Gleichrichter das Bid dominiert und der MC34063 für 
diesen Zweck auch nicht das Optimum ist.
einen Schaltregler, der effizienter ist, als der klassische 
Vorwiderstand, kann man schon mit 2 billigen Transistoren und etwas 
Hühnerfutter bauen (Chinavariante).
Spezielle Schaltkreise, sind bei den, hier zu erwartenden Stückzahlen, 
auch sicherlich sehr günstig, wobei mir da kein konkretes Beispiel 
bekannt ist. Wenn die dann deutlich über 100kHz arbeiten, wird auch die 
Speicherspule als voluminösestes Bauteil, deutlich kompakter (wie die 
PR44xx um die 500kHz).
Das die Lampe, schon bei niedriger Spannung, die volle Helligkeit 
erreicht, ist vor Allem wichtig, wenn sie aus einer Wechselspannung 
versorgt wird. Die Billigteile mit Vorwiderstand erreichen ihren 
Nennstrom erst bei 14V, bei Wechselspannung also mit einem sehr schmalem 
Stromflusswinkel, bei 12V Gleichspannung sind die dann garnicht 
einsetzbar.
Persönlich finde ich diese Entwicklung also sehr erfreulich...
mfG ingo

Autor: Floh (Gast)
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Olli schrieb:
> Kondensatornetzteil ist definitiv keins drin. Die Lampen funktionieren
> auch mit DC aus dem Labornetzteil.

Du beziehst dich aber schon auf die Lampe aus dem Bild?
Mach doch einfach mal auf und ein gutes Foto vom Innenleben.
Ansonsten artet das hier in Kaffeesatzlesen aus. :-)

Autor: JojoS (Gast)
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Röntgen CT ginge auch, habt ihr keins zuhause? Oder mit einer Fotodiode 
auf die Lampe gucken um die 100 Hz zu sehen.

Autor: Olli (Gast)
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Hallo.

Das Bild oben ist aus dem Internet - Von einer Lampe mit ähnlicher 
Bauweise (ähnliche Anzahl 5mm Leds)

"Meine" Lampe habe ich nicht geöffnet. Sie ist auch nicht 
zerstörungsfrei zu öffnen.

Ich habe mal mit dem Oszilloskop die Stromaufnahme, bze den AC Anteil 
der Stromaufnahme von der Lampe gemessen.

Spannungsquelle 12V DC.
Die Lampe hat schon eine ziemlich wechselhafte Stromaufnahme.

Autor: Michael H. (overthere)
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Das deutet auf schaltregler hin. Leider fehlt in deinem Bild die Angabe 
von Zeit und Volt. So ist leider dein Bild wenig aussagekräftig.

Autor: Sven (Gast)
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Mess doch einfach mal die Stromaufnahme jeweils bei 5V und bei 12V 
Eingangsspannung. Wenn diese gleich bleibt muss die Differenzspannung 
von 7V * x mA irgendwo "verheizt" werden. Wenn die Stromaufnahme runter 
geht wird wohl eine Art Schaltregler verbaut sein.

Autor: Olli (Gast)
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Die Parameter sind: 10 uS /Div, Spannung 10 mV/Div, Shunt 0,1 Ohm.
Spannungsversorgung 12V DC.

Ich widerhole das gleich mal bei 5V.

Autor: David ... (volatile)
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Olli schrieb:

> Was den Wirkungsgrad angeht: Die HighPower LEDs haben häufig weniger
> Lumen pro Watt als die normalen 5mm Leds.

Wieviel Lumen pro Watt haben denn serioese Markenleds, zB von Nichia? 
Ich habe auf die Schnelle 30 Lumen/Watt fuer eine 31 Cd Nichia in Weiss 
ausgerechnet, moeglich dass es hellere LEDs gibt. HP-LEDs uebertreffen 
aber 200 Lumen/Watt, das sind ganz andere Dimensionen.
Ebay-Werte gelten nicht, und die Nichia sind sicher nicht verbaut, die 
kosten naemlich zig Cent pro Stueck auch bei groesseren Stueckzahlen.

> Außerdem ist mir der Wirkungsgrad sowieso nicht so wichtig. Wichtig ist
> ein möglichst breiter Öffnungswinel. Diese Lampen haben 60°, die meißten
> anderen Modelle hatten weniger. Mehr brachte nur ein Modell mit Strawhat
> LED's.

HP-LEDs haben meistens ueber 100 Grad und auch mal 160 Grad und mehr.
Befass dich mal mit der Materie :P

Autor: Olli (Gast)
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Hallo,

hier mal ein Bild bei 6V. Bei 5V zieht er nur ca 1,8 Watt, also noch 
nicht wirklich volle Leistung.

Man sieht eine größere mittlere Stromaufnahme und eine konstantere 
Stromaufnahme.

mfg

Autor: Olli (Gast)
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David ... schrieb:
>> Was den Wirkungsgrad angeht: Die HighPower LEDs haben häufig weniger
>> Lumen pro Watt als die normalen 5mm Leds.
>
> Wieviel Lumen pro Watt haben denn serioese Markenleds, zB von Nichia?
> Ich habe auf die Schnelle 30 Lumen/Watt fuer eine 31 Cd Nichia in Weiss
> ausgerechnet, moeglich dass es hellere LEDs gibt. HP-LEDs uebertreffen
> aber 200 Lumen/Watt, das sind ganz andere Dimensionen.
> Ebay-Werte gelten nicht, und die Nichia sind sicher nicht verbaut, die
> kosten naemlich zig Cent pro Stueck auch bei groesseren Stueckzahlen.
>
>> Außerdem ist mir der Wirkungsgrad sowieso nicht so wichtig. Wichtig ist
>> ein möglichst breiter Öffnungswinel. Diese Lampen haben 60°, die meißten
>> anderen Modelle hatten weniger. Mehr brachte nur ein Modell mit Strawhat
>> LED's.
>
> HP-LEDs haben meistens ueber 100 Grad und auch mal 160 Grad und mehr.
> Befass dich mal mit der Materie :P

Naja, mag sein, dass es "high End" Leds gibt, wo das alles anders ist.
Ich gehe jetzt ehr vom "Standardzeug" aus.
Die sogenannten High Power Led Lampen haben allesamt einen Alukühlkörper 
und weniger Lumen pro Watt und weniger Öffnungswinkel.

Autor: David ... (volatile)
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Olli schrieb:

> Naja, mag sein, dass es "high End" Leds gibt, wo das alles anders ist.
> Ich gehe jetzt ehr vom "Standardzeug" aus.
> Die sogenannten High Power Led Lampen haben allesamt einen Alukühlkörper
> und weniger Lumen pro Watt und weniger Öffnungswinkel.

Der Winkel wird durch die Linse/Optik kleiner, ich rede von den nackten 
LEDs.
Und natuerlich haben die einen Kuehlkoerper. So eine Nichia drueckt 0,11 
Watt raus, eine HP-LED so zwischen 3 und 500 Watt. Die Waerme muss eben 
weg.

Autor: Peter (Gast)
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Olli schrieb:
> Ich gehe jetzt ehr vom "Standardzeug" aus.

was ist daran kein Standard?
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree-High-Power...

die haben bis 130 lm/w (bei voller leistung "nur" noch 92 lm/w)

Autor: Olli (Gast)
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Jo,  bei den nackten LED*s ohne Optik hat man natürlich einen großen 
Öffnungswinkel. Das sind ja teilweise richtig große Leuchtflächen.

Aber solche High End Technik bekommt man auch nicht für unter 10 Euro 
pro Leuchtmittel.
Mich wundert es, dass in den 6 Euro Teilen die ich gekauft habe, 
überhaupt ein Regler drin ist. Ich hätte ehr damit gerechnet, dass je 3 
Leds in Reihe hängen und dann je ein Vorwiderstand da ist. 48/3 ginge ja 
auf.

Autor: Olli (Gast)
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Peter schrieb:
> was ist daran kein Standard?
> http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree-High-Power...
>
> die haben bis 130 lm/w (bei voller leistung "nur" noch 92 lm/w)

Hmm diese Cree Teile sind wirklich interessant. Das sind zwar nur die 
"Nackten" LEDs, aber trotzdem interessant.

Aber ich glaube nicht, dass man sowas als fertiges Leuchtmittel in der 
5-10 Euro Klasse im Baumarkt bekommt wenn eine LED schon fast so viel 
kostet.

Autor: Peter (Gast)
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Olli schrieb:
> Aber ich glaube nicht, dass man sowas als fertiges Leuchtmittel in der
> 5-10 Euro Klasse im Baumarkt bekommt wenn eine LED schon fast so viel
> kostet.
warum sollte ein Leuchtmitteln auch so billig sein? Wenn man wenig 
verbrauchen und lange halten kann man auch mal 30€ dafür ausgeben. Aber 
die meisten wirklich nur auf den Preis schauen ist klar das sie auch nur 
billig Zeug bauen und verkaufen.

Autor: Olli (Gast)
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Ich habe mich halt vom Sonderangebot locken lassen. Bei 12 Lampen kannst 
ja mal ausrechnen, was ich bei 30€ / Stck hinlegen müsste.

Autor: Besucher (Gast)
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Ist schon ein dussliges Ratespiel mit Olli.

 > ..., in Ermangelung eines Halogennetzeils...
Wo in der Liste wird erwähnt mit welcher Art von VORSCHALTGERÄT die 
LED-Lampen betrieben werden dürfen?

Gib mal ein Beispiel, welche Halogenlampen mit DC betrieben werden.

Z.B. SACOM denkt auch, dass ihr Online-Katalog informativ ist. Wenn man 
dann tatsächlich Wichtiges in Erfahrung bringen will, guckst du in die 
Röhre.

Autor: Olli (Gast)
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Hallo.

Für denen ihre Webseite kann ich ja mal gar nix.

Selbst auf der Packung steht keine genaue Spannungsangabe, noch nicht 
mal auf dem Leuchtmittel selbst.
Da steht nur "12 V". Ob AC, DC steht da nicht drauf.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Olli schrieb:
> Mich wundert es, dass in den 6 Euro Teilen die ich gekauft habe,
> überhaupt ein Regler drin ist.

Ich habe für 6€ eine Taschenlampe im Supermarkt gekauft, die hat einen
Schaltregler bestehend aus einem IC-Klecks und einer Spule.

Die Lampe hat zwar keine 48, sondern nur 5 LEDs, aber angesichts der
Tatsachen, dass die 6€ ein Supermarkt- und kein Internetpreis sind und
die Lampe ein ziemlich massives gedrehtes Alugehäuse und einen gut
funktionierenden Schalter hat, liegt der Herstellkostenanteil des
Schaltreglers wohl im unteren Zig-Cent-Bereich. So etwas ähnliches
könnte also auch in deiner Lampe drin sein.

Autor: coldtobi (Gast)
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Olli schrieb:
> Die sogenannten High Power Led Lampen haben allesamt einen Alukühlkörper
> und weniger Lumen pro Watt und weniger Öffnungswinkel.

Klar. Das Standardzeugs ist besser als HP Zeugs.... sonnenklar.
Wärme ist ein Feind der LED, so dass man mit aller Gewalt versucht die 
Dinger kühl zu halten.

Im übrigen ist Lumen richtungsunabhängig -- wenn Dir  Öffnungswinkel 
wichtig sind ist cd Deine Einheit...

(PS: 58 lm/W für extrem-kaltweiss ist nicht so toll.
170 lm Entsprechen im übrigen eher 15 Watt als 18  (Annahme 11 lm/W für 
Glühbirne. Bleibt noch die Frage wie das gemessen wurde. Kalt oder 
Steady-State)

Autor: Michael H. (overthere)
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Mmh, also 400mA Peakstrom, bei 100kHz ripple, das riecht schon schwer 
nach Schaltregler, wobei die Regelung bei höheren Spannungen anfängt zu 
schwingen. Also ich würde jetzt auf irgend einen Fertig-IC tippen, der 
mit einer Spule+Hühnerfutter ausgestattet wurde.
Alternativ könnte es sein, dass die Linearregelung anfängt zu schwingen, 
das glaube ich allerdings weniger, denn sonst würde das Ding warm 
werden.
But just my 2 cents.

Autor: Olli (Gast)
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Hallo.

So, ich habe mal noch einen extra zum auseinanderbauen gekauft.
Die anderen sind ja für den Flur abgezählt.

Also es ist ein Schaltregler (MC34063A) drin, als Stepup gebaut und das 
Ding arbeitet intern etwa mit 20 V.

Meint ihr, das Teil ist seine 6 Euro wert? Sollte ich noch ein paar 
holen?

mfg

Autor: Michael H. (overthere)
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Meinst du, du bekommt bild 2 etwas besser hin? Wichtig wäre, dass man 
die Widerstandswerte mal ungefär lesen kann.
Meine Private Meinung, preislich okay, wenn man bedenkt, dass die 
Ansteuerung schon mit Dioden, etc. 60ct-1Euro kostet. Dann kommen die 
LEDs drauf, marge von 100% und dann stimmt der Preis. Also würde sagen, 
preislich okay, technologisch not-state-of-the-art. Siehe das starke 
schwingen der Regelung.

Autor: Olli (Gast)
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Hallo.

So, ich habe jetzt mal ein Bild gemacht und bisschen nachbearbeitet, 
dass man die Widerstandswerte gut lesen kann.

Autor: Olli (Gast)
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Das gute ist: Die Teile für den Regler sind alle bei Reichelt 
erhältlich. Darauf basierend könnte ich mir eine eigene LED Platine 
machen.

Wenn ihr den Steup nachbauen würdet, auf was würdet ihr achten?
Ich bin grade dabei, die Schaltung vom Regler aufzunehmen.
Oder würdet ihr lieber die Schaltung aus dem Datenblatt nachbauen?

Autor: nicht gast (Gast)
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eindeutig ein schaltregler... und dazu noch ein recht alter^^ gib die 
bezeichnung mal bei reichelt ein dann siehst du wieviele cent das teil 
in NIEDRIGEN stückzahlen noch kostet

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  nicht gast (Gast)

>eindeutig ein schaltregler..

Wer lesen kann ist klar im Vorteil.

"Also es ist ein Schaltregler (MC34063A) drin, als Stepup gebaut und das
Ding arbeitet intern etwa mit 20 V."

Autor: Olli (Gast)
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Hallo.

So habe die Schaltung mal aufgenommen so gut es ging.

Teilweise sind die Teile schon durch "Reicheltteile" ersetzt. D5 könnte 
man auch noch durch 1N5819 ersetzen.

Autor: Olli (Gast)
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So, hier noch der Schaltplan, eben vergessen.

Autor: Floh (Gast)
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Bei Gleichrichter kann da noch was nicht stimmen :-)

Autor: nicht gast (Gast)
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@Falk: Du übertriffst dich immer öfter selbst in Unfreundlichkeit.

Würde mich sehr freuen wenn man Leute wie dich mal endgültig aus dem 
Forum verbannt. Ich wollte mit meinem Beitrag eher drauf hinaus, dass 
ich damit aussagen will dass es das alles auch bei Reichelt gibt und es 
dazu sehr billig/alt ist (weil ja auch die Frage war, ob sich es lohnt 
mehrere dieser Lampen zu kaufen).
Das hatte der OP auch ziemlich zeitgleich geschrieben ;-)

Autor: Besucher (Gast)
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Aber, aber, wer wird denn..
Sei nicht so empfindlich.

Autor: Olli (Gast)
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Nicht nur beim Gleichrichter war ein Fehler.
Auch an der Spule.
Habe beim Verfolgen der Leiterbahnen einen Fehler gemacht.
(Von unten sieht man sie leicht durch schimmern)

Habe es mal korrigiert.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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... und sollte R5 im Schaltplan nicht 15Ω statt 1,5Ω haben?

Autor: Olli (Gast)
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Ja stimmt.

Habe es korrigiert.
Habe auch noch ein paar optische Korrekturen vorgenommen und D5 auf eine 
1N5819 geändert.


Ich will kommende Woche die benötigten Teile bei Reichelt bestellen und 
es selber mal nachbauen. Mit bedrahteten Bauteilen. Worauf sollte ich 
achten? Was sollte ich verbessern/ändern?

Autor: Olli (Gast)
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Ich habe noch nie einen Schaltregler selbst aufgebaut.
Das wird dann wohl der erste. Auch wenn es abgekupfert ist, egal.
Kann man den noch auf Punktraster Platinen aufbauen oder braucht man 
unbedingt eine geätzte Platine?
Diese Schaltung bauen oder lieber die aus dem Datenblatt vom IC mit 28V, 
und dafür 8 LED's statt 6 in Reihe?

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Olli schrieb:
> Diese Schaltung bauen oder lieber die aus dem Datenblatt vom IC mit 28V,
> und dafür 8 LED's statt 6 in Reihe?

Die Schaltung im Datenblatt ist ein Spannungs-, kein Stromregler. Die
abgekupferte dürfte ok sein. Wahrscheinlich funktioniert sie auch mit 8
LEDs in Reihe bei gleichem Strom (83mA insgesamt, 10mA in jedem der 8
Stränge). Du musst dann allerdings die Z-Diode zur Spannungsbegrenzung
durch eine mit mindestens 27V ersetzen und den Ausgangselko für 35V
auslegen.

Wenn du die Leitungen des Regelkreises einigermaßen kurz hältst, spricht
nichts gegen einen Aufbau auf Lochraster.

Autor: Olli (Gast)
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Diese Schaltung ist ein Stromregler?
Der Strom wird durch D6, R2 und R3 bestimmt oder?
Nach welcher Formel?

Würde ich einen normalen Spannungsteiler zwischen GND und Ausgang 
schalten, und R3 ganz weglassen, hätte ich einen Spannungsregler, oder?

Autor: A. K. (prx)
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Olli schrieb:

> Der Strom wird durch D6, R2 und R3 bestimmt oder?
> Nach welcher Formel?

Durch R3, über die Sollspannung am Pin 5. D6/R2 sind was den Strom 
angeht reine Deko, dienen als Spannungsbegrenzer wenn die Last fehlt.

Autor: Olli (Gast)
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Achso, das ist eingebaut, damit die Spannung nicht zu sehr ansteigt 
oder?

Sie müsste ca 21,25 V sein, 20V Zenerdiode + interne Referenzspannung 
des Chips, oder?

Und der Strom also anhand der Uref/R3 berechnet.

Langsam verstehe ich diese Schaltung.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
Datum:

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Olli schrieb:
> Sie müsste ca 21,25 V sein, 20V Zenerdiode + interne Referenzspannung
> des Chips, oder?
>
> Und der Strom also anhand der Uref/R3 berechnet.

So ist es.

Autor: Olli (Gast)
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Wie berechnet man eigentlich den Wert der Spule?
Wie kommen die da auf 330 µH? Das würde mich noch interessieren.

mfg

Autor: Michael H. (overthere)
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Also erstmal danke für das Foto, das ist schon wesentlich besser.

Wenn du so eine schaltung bauen willst, dann bitte nicht den Regler 
verbauen. Diodes Inc. hat da so einen Regler im Angebot, da brauchst du 
nurnoch 1 Widerstand zum Stromsetzten, und eine Spule. Viel bessere 
Effizenz und auch einiges zeitgemässer. Ich würde mir auch schwer 
überlegen, ob du nicht statt den 12 Volt AC nicht 12Volt DC nimmst, dann 
kannste dir die 2 Volt vom Brückgleichrichter sparen. Stattdessen einen 
N-MOS als Verpolungsschutz. Dann dürftest du auf 90% plus kommen. So 
biste vielleicht bei optimistischen 70%.

Autor: Olli (Gast)
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Das schöne an dieser Schaltung ist eben, dass es 0815 Standardteile sind 
die man überall für ein paar Cent bekommt. Wenn man alles bei Reichelt 
kauft kostet es noch nicht mal 2 Euro.
Zum Üben ist die Effizienz auch nicht so wichtig und der Chip ist sehr 
vielseitig einsetzbar so dass man auf der Grundlage weitere Versuche 
machen kann.

Autor: Olli (Gast)
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Sicher, den Gleichrichter könnte man sparen, ich habe ihn drin, weil er 
im Original auch drin ist.

Wie berechnet man eigentlich den Wert der Spule? Diese 330uH einfach als 
gegeben hinzunehmen gefällt mir nicht so.

Autor: Olli (Gast)
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@ Michael: Das Original hat einen Wirkungsgrad von etwa 65%.
Habe grade mal gemessen. Etwa 220 mA Stromaufnahme bei 12V DC.
LED Leistung 1,7W (84 mA bei ca 20,15V)

Autor: Michael H. (overthere)
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Und 2 Euro sind nicht gerade billig, sondern eher für die Ansteuerung 
teuer. In so fern hast du recht, da ist der IC unschlagbar. Ich denke, 
der Hersteller wird so 50ct-60ct für diese Ansteuerung gezahlt haben, 
mit Platine, bestücken, etc. dürften es max. 100ct sein.
Naja, zu deiner Schaltregler-Auslegung habe ich einen Link. You may like 
this! http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml

Autor: Olli (Gast)
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Danke für den Link. Der ist sehr nützlich.

Mich würde trotzdem interessieren, wie man die Bauteilwerte, vor Allem 
die Spule von Hand ausrechnet.
Die 330 uH sind ungefähr das doppelte, was der Webrechner ausspuckt. So 
kritisch scheint das offensichtlich nicht zu sein.

Autor: A. K. (prx)
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Olli schrieb:

> Wie berechnet man eigentlich den Wert der Spule? Diese 330uH einfach als
> gegeben hinzunehmen gefällt mir nicht so.

Eingangs- und Ausgangspannung definieren. Dann Manual und Appnote lesen 
oder dort vorbeischauen: http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml

Spule darf grösser dimensioniert werden, wenn Vout/Vin < ~6. Untergrenze 
der Induktivität wird durch maximale Eingangsspannung vorgegeben, 
insbesondere wenn Rsc nicht verwendet wird.

Ohne Rsc ist die Schaltung nicht kurzschlussfest.

Autor: coldtobi (Gast)
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Olli schrieb:
> icher, den Gleichrichter könnte man sparen, ich habe ihn drin, weil er
> im Original auch drin ist.
>
> Wie berechnet man eigentlich den Wert der Spule? Diese 330uH einfach als
> gegeben hinzunehmen gefällt mir nicht so

Datenblatt oder http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml

coldtobi

Autor: A. K. (prx)
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A. K. schrieb:

> Ohne Rsc ist die Schaltung nicht kurzschlussfest.

... es sei denn R3 überlebt.

Autor: Olli (Gast)
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Danke, jetzt weiß ich auch in etwa, wie man das berechnet.

Ich rechne mal ein Beispiel, ist das so richtig?

In eckiger Klammer Anmerkungen oder Fragen zu Formeln.


Beispiel Stepup für 10 LED's

Vin 12V (VinMin=12V-2V Gleichrichter - 20% =8V)
VoutMax=35V
Iout=20 mA
f=50 kHz

Diode= 1N5819 Vf=~0,5V

Ton/Toff = (35+0,5-8) / (8-0,3) = 27,5 / 7,7 = 3,57


t= 1/(50* 10^3) = 20 µS

toff= (20 * 10^-6) / ( 3,57 +1)    [ Wo kommt die +1 her? ]
toff=  4,38 *10-6 s = 4,38µs

ton= 20 µs - 4,38µs = 15,62
[ton/(ton+toff) = 15,62/20 = 0,781 = Gut (Maximum laut AN ist 0,857)]


Ct= 4,0 *10^-5*ton   [ wo kommen die 4,0 her? wo die 10^-5?]
Ct= 4 * 10^-5(15,62*10^-6)
Ct= = 624,8 pF
Gewählt: 560 pF Keramik

Peak Current
Ipk= 2xIout((ton/toff)+1)   [Wo kommt die 1 her?]
Ipk= 2x0,02(4,57)
Ipk=0,1828 A


L= ((VinMin-Vsat)/(Ipk))*ton
L= (7,7/0,183)*15,62*10^-6
L= 567 µH

Gewählt: 560 µH



Cout=100uF, ESR 0,2
Ripple(pp) Ca 80 mV



Stimmen meine Werte und die Schaltung?
Was würdet ihr anders dimensionieren?

Autor: A. K. (prx)
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Wenn man wie in der AN920 beschrieben Lmin über Vin(min) dimensioniert, 
dann sollte man im Auge behalten, dass dort ein Rsc vorgesehen ist.

Der maximal in der Spule auftretende Strom ist bei gleicher 
Einschaltzeit ton proportional zur Eingangsspannung, wird also bei 
doppelter Eingangsspannung doppelt so gross wie der nach der AN 
berechnete Wert.

Mit Rsc ist das kein Problem, da ggf. vorzeitig abgebrochen wird. Ohne 
Rsc wird nicht abgebrochen und ton(max) ist durch Ct fest vorgegeben, 
daher muss für diesen Fall Ipk anders berechnet werden.

Man sollte bei aller Liebe zur AN920 nicht davon ausgehen, dass sich 
ganz real das dort beschriebene Tastverhältnis einstellt. Dieses 
Tastverhältnis ist aufgrund der realen Arbeitsweise des ICs eine 
Schimäre zur vereinfachten rechnerischen Betrachtung, tatsächlich kann 
sich ein von einem Zyklus zum nächsten stark variierendes Sammelsurium 
an Tastverhältnissen einstellen, dessen zeitlicher Mittelwert dem 
berechneten entspricht.

Autor: Olli (Gast)
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Wie wird das denn in so einem Fall berechnet?

Man müsste ja eigentlich die Induktivität erhöhen damit der Strom nicht 
so stark ansteigt.

Rechnet man mit Vin=25V Vout=35V Iout=20mA käme man auf ca 2,5mH. Bissl 
viel oder kann das sein?

Autor: A. K. (prx)
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Olli schrieb:

> Man müsste ja eigentlich die Induktivität erhöhen damit der Strom nicht
> so stark ansteigt.

Korrekt.

> Rechnet man mit Vin=25V Vout=35V Iout=20mA käme man auf ca 2,5mH. Bissl
> viel oder kann das sein?

Das kann durchaus sein. Bei kleinem Strom trotz grosser Spannung landet 
man unweigerlich bei grossen Induktivitäten.

Der MC34063A ist schön billig und funktioniert recht gut, aber seine 
Arbeitsweise ist recht eigenwillig und die Datasheets und Appnotes gehen 
erstaunlich wenig darauf ein. Ich möchte sogar behaupten, sie sind 
geradezu gelogen.

Dimensioniert man den Regler auf Vin(min), dann steigt bei steigender 
Eingangsspannung die Schaltfrequenz, weil Rsc häufig anschlägt und so 
die Ladezeit von Ct reduziert, dessen Entladezeit jedoch konstant 
bleibt. Weshalb in den Rechenspielchen auch stets von f(min) die Rede 
ist. Daran sollte man bei grossem Eingangsspannungsbereich und hoher 
f(min) denken, denn offiziell ist bei 100kHz Schluss und mit der 
Frequenz steigen die Schaltverluste.

Dimensioniert man die Spule hingegen auf Vin(max), beispielsweise weil 
man Rsc einspart, dann landet man unterhalb dieser Spannung in einem 
teilweise kontinuierlichen Betrieb (die Spule wird in der Abschaltphase 
nicht vollständig entladen) und mitunter recht eigentümlichem 
Regelverhalten mit Makroregelzyklen von einem Bruchteil von f(min). Was 
durchaus funktioniert, man sollte nur nicht versuchen, sowas auf einem 
analogen Oszi zu bewundern ;-).

Besser wärs bei derart grossem Eingangsspannungsbereich wie von dir mit 
8-25V skizziert wohl, den Rsc nicht einzusparen und bei f(min) etwas 
runter zu gehen.

Autor: Olli (Gast)
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Hmm, dann käme der hohe Drosselwert ja hin.

Macht es Sinn, den Rsc einzusparen, oder ist es besser, ihn einzubauen?
Was bringt einen besseren wirkungsgrad?

Autor: Joachim K. (minifloat)
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A. K. schrieb:
> Dimensioniert man die Spule hingegen auf Vin(max), beispielsweise weil
> man Rsc einspart, dann landet man unterhalb dieser Spannung in einem
> teilweise kontinuierlichen Betrieb und mitunter recht eigentümlichem
> Regelverhalten mit Makroregelzyklen von einem Bruchteil von f(min).

Sorry für Frage nebenher:
Kann man das dann Cycle-Skipping an der unteren Grenze(Schwingungsabriss 
und Schalttransistor auf "Durchzug") nennen?
Und nochwas anderes: Cycle-Skipping an der Oberen Grenze(Übertragene 
Energie reicht für ≥ 2 Zyklen, so wird einer übersprungen)...manche 
Hersteller rühren dafür extra die Werbetrommel, die doch so tollen ICs 
kann man dann für mindestens den vierfachen Preis dieses alten Knechtes 
hier haben.
Was soll das? Jeder Schaltregler, der eigentlich aus nichts anderem als 
einer Komparatorschaltung + Schalttransistor besteht, kann das.
mf

Autor: A. K. (prx)
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Olli schrieb:

> Macht es Sinn, den Rsc einzusparen, oder ist es besser, ihn einzubauen?

Siehe eben.

> Was bringt einen besseren wirkungsgrad?

Ein besserer Regler. ;-)

Auf den MC bezogen: Ich weiss es nicht. Ist auch nicht so einfach 
abzuleiten, bei derart hohem Eingangsbereich - das ist nicht die starke 
Seite des MC.

Bloss als Beispiel in welchen Gefilden man da landet: Bei niedriger 
Eingangsspannung spielt der Spannungsverlust des Schalttransistors eine 
signifikante Rolle. Den kriegt man reduziert, indem man den Kollektor 
des Treibers separat versorgt, wie hier über R1. Dummerweise ist der 
optimale Wert von R1 direkt von Vin abhängig. Mit steigendem Vin steigt 
der Basisstrom des Schalters, damit dessen Sättigungsgrad und damit die 
Abschaltzeit. Gleichzeitig steigt in der Version mit Rsc aber auch die 
Schaltfrequenz. Beides reduziert den Wirkungsgrad, erst recht in 
Kombination.

Autor: A. K. (prx)
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Mini Float schrieb:

> Kann man das dann Cycle-Skipping an der unteren Grenze(Schwingungsabriss
> und Schalttransistor auf "Durchzug") nennen?

Nö, zu einfach gedacht. Das kann dabei zwar rauskommen, aber 
beispielsweise auch sowas wie ein zyklisch hochpumpender und 
zusammenbrechender Spulenladestrom, wie über Rsc gemessen in 
Beitrag "Re: Getaktete Stromquelle - wie mit µC Sollwert vorgeben?"

Autor: A. K. (prx)
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Apropos Wirkungsgrad: Vor 1-2 Wochen hat hier im Forum jemand einen Step 
Up mit den MC34063A in erstaunliche Effizienz gehoben. Mit Gimmicks mie 
einem recht fix betriebenen externen MOSFET.

Autor: loeter (Gast)
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A. K. schrieb:
> Apropos Wirkungsgrad: Vor 1-2 Wochen hat hier im Forum jemand einen Step
> Up mit den MC34063A in erstaunliche Effizienz gehoben. Mit Gimmicks mie
> einem recht fix betriebenen externen MOSFET.

Hi,

weisst Du noch welcher Thread das war?

Gruß loeter

Autor: A. K. (prx)
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Autor: loeter (Gast)
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A. K. schrieb:
> Beitrag "MC34063 step-up 42V out mit externem Mosfet"

Danke für die schnelle Antwort. Wirklich interessant.

loeter

Autor: Olli (Gast)
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Vielen Dank für die vielen Infos. Habe heute sehr viel über Schaltregler 
gelernt.

Welche "FeldWaldWiesen" Schaltregler IC's gibts denn eigentlich noch so?
Einfach verfügbar, billig, Bastlerfreundlich usw

Wo bekommt man eine große Auswahl von Spulen, Drosseln, Übertragern für 
Schaltregler usw?

Autor: Klaus (Gast)
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Olli schrieb:
> Wo bekommt man eine große Auswahl von Spulen, Drosseln, Übertragern für
> Schaltregler usw?

Übertrager eher selten, Drosseln von Würth bei den üblichen 
Verdächtigen.

MfG Klaus

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