Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED mit Kondensatornetzteil - Strom passt nicht


von Manfred (Gast)


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Ich habe ein Nachtlicht mit zwei weißen 5mm-LEDs aufgebaut. Am 
Labornetzteil geschaut, um 200µA genügt dafür.

Der Kondensator ist mit 3,3nF bezeichnet, mein LCR-Meßgerät zeigt das 
auch passend an. Rechnerisch erwarte ich 240µA, tatsächlich messe ich am 
Netz (Fluke 77 / Fluke 8060A) aber 320µA.

Meine beiden Widerstände haben 5%, 3,9..4V Spannungsabfall passen zu dem 
Strom von 320µA.

Was ist da faul, wo kommen die gut 30% mehr an Strom her?

von Mani W. (e-doc)


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Liegt wahrscheinlich an der Kurvenform bzw. am Gleichrichter mit
Sperrströmen usw...

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

was ist denn zu messen, wenn an Stelle der LEDs u d dem Gleichrichter 
ein ohmscher Widerstand eingebaut ist?

MfG

von Gerald B. (gerald_b)


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Versuchs mal mit einem Folienkondensatur, was dann passiert

von Toxic (Gast)


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Im Anhang die Ergebnisse von LTspice
Wer Lust hat kann ja mit der zip-Datei selbst simulieren.

von Armin X. (werweiswas)


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Ohne LT-Spice würde ich jetzt behaupten, dass angesichts deiner 
Simulation alles i.O. ist!
Du hast am Widerstand in der Spitze 4,61V anliegen was als Effektivwert 
rechnerisch 272uA ergibt.
Was sagt denn der Oszi. Musst halt an dem Widerstand messen der am 
Neutralleiter liegt.

von abc.def (Gast)


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Wie ist die Toleranz des C ? Kannst du die Kapazität messen? Ist ein 
Entstörkondensator, da ist +30% nicht so unmöglich.

von yuppyupp (Gast)


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Manfred schrieb:
> Meine beiden Widerstände haben 5%, 3,9..4V Spannungsabfall passen zu dem
> Strom von 320µA.

Netzoberwellen.
Die erste Antwort mit der Kurvenform trifft also den Nagel auf den Kopf. 
Nichts anderes als ein verformter Sinus sind die nämlich.

Das Problem ist:
Du hast gar keinen Vorwiderstand, sondern nur eine Impedanz Xc. Die 
berechnet man so:
Xc = 1/(2*PI*f*c).
Das f im Nenner ist dein Feind. Umso höher die Frequenz, umso geringer 
das Xc. Also lässt dein Kondensator alle Netzoberwellen durch die LED. 
Und die sind soviele, dass sie dir den Strom erhöhen.
Im Normalfall hast du bis mehrere kHz einen signifikanten Anteil an 
Oberwellen. Seit Chinanmist von Alidreckspress immer mehr in deutschen 
Haushalten zu finden ist, nimmt der Anteil an Oberwellen am Netz immer 
mehr zu.

Das ist der Grund, warum diese Schaltung so theoretisch zwar toll ist, 
praktisch am Stromnetz aber problematisch ist.
Der zweite Grund ist, dass die LED beim ersten Transienten die Hufe 
streckt. Und die bekommst du im Stromnetz schon desöfteren.
Oder glaubst du, sie hält 500A für 100µs aus?

Und ja, Chinadreck-Beleuchtung ist oft so aufgebaut. Drum sterben diese 
Lampen auch so oft...

Du müsstest schon einen ohmschen Anteil am Vorwiderstand einfügen, und 
selbst dann läuft das unter "Beten und Hoffen".
Wenn du 50% ohmschen Anteil verwendest, könnte es halbwegs gehen. Einen 
VDR parallel zum Netz solltest du aber auch verbauen.

von oszi40 (Gast)


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yuppyupp schrieb:
> Netzoberwellen.

Die Oberellen bleiben in der realen Welt, verursacht z.B. durch 
Phasenschnitt und weitere schmutzige Schaltvorgänge. Man könnte ja den C 
mal genauer messen oder die Schaltung als Gegenprobe hinter einem 
Trenntrafo betreiben.

von yuppyupp (Gast)


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oszi40 schrieb:
> yuppyupp schrieb:
>> Netzoberwellen.
>
> Die Oberellen bleiben in der realen Welt, verursacht z.B. durch
> Phasenschnitt und weitere schmutzige Schaltvorgänge. Man könnte ja den C
> mal genauer messen oder die Schaltung als Gegenprobe hinter einem
> Trenntrafo betreiben.

Achso, die Netzoberwellen bleiben in der realen Welt. Was willst du uns 
damit sagen?

Dasss die Netzoberwellen NICHT den Kondensator durchqueren können, und 
NICHT gleichgerichtet werden und somit nicht als Strom durch die LED 
fließen?
Dafür kannst du uns jetzt bestimmt eine technische (!!) Begründung 
liefern.

Ich sage:
Der Kondensator stellt eine Impedanz da, die mit steigender Frequenz 
sinkt. Der TE nuttz diesen als Strombegrenzung.
Der Kondensator hat aber bei Anteilen höherer Frequenz eine niedrigere 
Impedanz. Der Grund ist:
Xc=1/(1*PI*f*c).

Für 3n3 haben wir:
- für 50Hz: 3M
- für 1kHz: 150k

Man findet Anteile mit 1kHz und mehr auf dem Stromnetz.

Jetzt kommt deine Begründung, warum das hier kein plötzlich kein Problem 
sein soll.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

yuppyupp schrieb:
> Oder glaubst du, sie hält 500A für 100µs aus?

Naja, da muessten bei der Originalschaltung dann doch 12MV am Eingang 
anliegen. Wenn das passiert, dann wird wohl noch einiges mehr das nicht 
aushalten.

An den TO: Bau' doch spasshalber mal (in deinem Originalschaltbild) 
einen z.b. 68n Kondensator zwischen die linken Anschluesse von R1 und 
R2. Dann werden die boesen Oberwellen etwas gedaempft.

Gruss
WK

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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yuppyupp schrieb:
> Also lässt dein Kondensator alle Netzoberwellen durch die LED. Und die
> sind soviele, dass sie dir den Strom erhöhen.
Auf diese Art ist dann auch meine erste Netz-LED-Funzel gestorben: ich 
habe damals(tm) als naiver Anfänger keinerlei Widerstand eingesetzt und 
bin vom idealen 50Hz-Sinus ausgegangen. Die Halbwertszeit der 
eingesetzten LEDs lag im 50h Bereich. Denn sobald auch nur eine winzige 
höherfrequente Störung auf dem Netz war, passierte die den 
50Hz-Kondensator quasi ungebremst und bescherte den LEDs ein kurzes 
Leben.

Dergute W. schrieb:
> An den TO: Bau' doch spasshalber mal (in deinem Originalschaltbild)
> einen z.b. 68n Kondensator zwischen die linken Anschluesse von R1 und
> R2. Dann werden die boesen Oberwellen etwas gedaempft.
Das mag aus Sicht der LED gelten. Der Gesamtstrom, den diese Schaltung 
aufnimmt, nimmt dadurch aber schon bei idealem Sinus signifikant zu...

: Bearbeitet durch Moderator
von yuppyupp (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Moin,
>
> yuppyupp schrieb:
>> Oder glaubst du, sie hält 500A für 100µs aus?
>
> Naja, da muessten bei der Originalschaltung dann doch 12MV am Eingang
> anliegen.

500A bringst du bei einem SURGE tatsächlich nicht zusammen, das stimmt. 
Bei 2µs auf 2kV komme ich aber immerhin auf 3,3A.

Und alle Bursts kommen zu 100% zur LED durch.

Ein Kondensator parallel zur LED erhöht nur die Verluste. Ich würde den 
ohmschen Anteil des "Vorwiderstandes" erhöhen, mit dem höheren Strom 
leben, oder eine Form von Konstantstromquelle einbauen.

Mein Vorschlag:
Man zuckt mit der Schulter, und akzeptieret einfach die 320µA statt 240. 
Dann schaltet man einen VDR parallel zum Netz (an den Eingangsklemmen), 
um Transienten zu reduzieren. Mehr nicht. Das soll ja ein Nachtlicht 
werden, keine Diplomarbeit.
Wenn die Helligkeit wirklich zu stark schwankt, dann erhöht man halt den 
ohmschen Anteil.

Bei Interesse am Thema könnte man den Strom recht einfach den Strom 
indirekt mit dem Scope an R1 messe, setzt aber voraus, dass der 
Anschluss bei R1 geerdet ist. Eine FFT drüber, und man sieht, ob das die 
Oberwellen sind oder nicht.
Dann gäbe es Gewissheit. Mich würde das Ergebnis schon interessieren.

Man könnte auch eine Lösung bauen, die NUR mit Netzoberwellen läuft. 
Wenn wir nur Anteile über 8kHz nehmen, kann es sogar sein, dass der 
Zähler das nicht registriert.

von ArnoR (Gast)


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Manfred schrieb:
> Ich habe ein Nachtlicht mit zwei weißen 5mm-LEDs aufgebaut.

Hast du mal über den Stromverlauf durch die LEDs nachgedacht? Das 
Nachtlicht flimmert, zwar mit 100Hz, aber das extrem stark. Ich würde 
mir oder Anderen das nicht antun.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Lothar M. schrieb:
> Dergute W. schrieb:
>> An den TO: Bau' doch spasshalber mal (in deinem Originalschaltbild)
>> einen z.b. 68n Kondensator zwischen die linken Anschluesse von R1 und
>> R2. Dann werden die boesen Oberwellen etwas gedaempft.
> Das mag aus Sicht der LED gelten. Der Gesamtstrom, den diese Schaltung
> aufnimmt, nimmt dadurch aber schon bei idealem Sinus signifikant zu...

Ja, schon klar. Wenn man das aber eben mal "nur kurz auf die Schnelle" 
macht, wird das den eigenen CO2 Fussabdruck nicht signifikant erhoehen. 
Aber wenn dann die LED sichtbar dusterer wird, bzw. der Strom durch sie 
auf den erwarteten Wert absinkt, weiss man auch ohne Oszi und FFT dass 
es wohl die Oberwellen sein koennten.

Gruss
WK

von yuppyupp (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Ich habe ein Nachtlicht mit zwei weißen 5mm-LEDs aufgebaut.
>
> Hast du mal über den Stromverlauf durch die LEDs nachgedacht? Das
> Nachtlicht flimmert, zwar mit 100Hz, aber das extrem stark. Ich würde
> mir oder Anderen das nicht antun.

Hmmhmm.
Ich gehöre zur älteren Generation, und bin mit 50Hz-Fernsehern 
aufgewachsen.
100Hz-Flimmern galt damals als "ruhig".

Ich sehe da kein Hindernis.

Die Lösung bestünde darin, die LED hinter ein RC zu setzen.
Ich würde das nicht tun. 100Hz sind ok, das sieht man nicht.

von Karl B. (gustav)


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Hi,
dazu ein Thread:

Beitrag "Energiespareffekt vorgegaukelt"

Es ist das "klassische" Kondensatornetzteil, bei dem der Strom durch den 
Kondensator mit seinem frequenzabhängigen Xc das Kriterium ist.

yuppyupp schrieb:
> Bei Interesse am Thema könnte man den Strom recht einfach den Strom
> indirekt mit dem Scope an R1 messe, setzt aber voraus, dass der
> Anschluss bei R1 geerdet ist. Eine FFT drüber, und man sieht, ob das die
> Oberwellen sind oder nicht.

Hab ich schon für Dich gemacht.
Und die Oszillogramme zeigen die Verformung des Sinus ziemlich deutlich.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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yuppyupp schrieb:

> Oder glaubst du, sie hält 500A für 100µs aus?

Wie kommst Du auf diesen Wert bei einem Vorwiderstand von 24 kOhm?

von Elektrofurz (Gast)


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Bei 240 uA genügen auch 2 x 470k Widerstände in Reihe und der ganze 
Kondensator- und Varistorkokolores entfällt.
Jetzt könnte man tatsächlich gegen das 100 Hz Flackern noch einen Elko 
hinter den Gleichrichter schalten.

von Achim S. (Gast)


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Es wurden schon diverse mögliche Ursachen für die Stromabweichung 
diskutiert, mit besonderem Gewicht auf Netzoberwellen. Aber ich 
persönlich halte für die wahrscheinlichste Ursache, worauf schon Gerald 
hingewießen hat:

Gerald B. schrieb:
> Versuchs mal mit einem Folienkondensatur, was dann passiert

Der hier verwendete Kondensator hat ein Klasse 2 Dielektrikum (Y5U), 
dessen effektive Kapazität von der Spannung abhängt. Wenn man wie der TO 
mit dem LCR-Meter bei ca. 1V einen Wert von 3,3nF misst, bedeutet das 
nicht, dass dieser Wert auch bei Netzspannung gilt. Grundsätzlich nimmt 
die Kapazität bei höheren Spannungen ab, aber bei 230V kann trotzdem ein 
größerer Wert wirken als bei 1V.

Hier mal das Datenblatt zu dem Teil:
https://www.vishay.com/docs/22202/wyo.pdf
Man sieht auf S. 3 unter dem Titel "Leakage current versus voltage" 
welcher kapazitive Strom bei welchem Effektivwert der Wechselspannung 
durchgelassen wird. Die Nichtlinearität ist sehr deutlich. Und die 
gemessenen rund 300µA bei Netzspannung passen imho recht gut zu den 
Diagramm.

("Leakage Current" klingt als Bezeichnung für den kapazitiv fließenden 
Strom etwas seltsam. Aber aus dem vorgesehenen Einsatz als 
X/Y-Kondensator lässt sich auch diese Bezeichnung nachvollziehen.)

von Manfred (Gast)



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Christian S. schrieb:
> was ist denn zu messen, wenn an Stelle der LEDs u d dem Gleichrichter
> ein ohmscher Widerstand eingebaut ist?

Ich klemme einen baugleichen C aus dem selben Gurt direkt an den 
Trentrafo, in Reihe zwei Multimeter. Der LCR-Tester zeigt 3,17nF. 
Mangels Unterlagen dazu weiß ich leider nicht, wie das Teil Ding misst.
Als Strom bekomme ich 325µA, also wie gehabt, 35% mehr als errechnet.

oszi40 schrieb:
> die Schaltung als Gegenprobe hinter einem Trenntrafo betreiben.

Meine Messungen finden generell am Trenntrafo statt!

yuppyupp schrieb:
> Mein Vorschlag:
> Man zuckt mit der Schulter, und akzeptiert einfach
> die 320µA statt 240.

Das ist so und ich werde das ertragen. Das ändert aber nichts daran, 
dass ich wissen will warum das so ist - neben wilden Spekulationen ist 
es nun nachvollziehbar geklärt! Bei nächster Gelegenheit ergänze ich ein 
paar Folienkondensatoren in meinem Bestand.

Gerald B. schrieb:
> Versuchs mal mit einem Folienkondensatur, was dann passiert

Achim S. schrieb:
> Aber ich persönlich halte für die wahrscheinlichste Ursache,
> worauf schon Gerald hingewiesen hat:
> Gerald B. schrieb:
>> Versuchs mal mit einem Folienkondensatur, was dann passiert

Danke an Gerald B., passender Trigger für mich und nun meßtechnisch 
bewiesen. In Ermangelung geeigneter 3n3 bilde ich das aus drei MKP mit 
2n2 nach, gemessen 3,2nF: Strom errechnet 231µA, gemessen 234µA - passt 
perfekt.

> Man sieht auf S. 3 unter dem Titel "Leakage current versus voltage"
> welcher kapazitive Strom bei welchem Effektivwert der Wechselspannung
> durchgelassen wird. Die Nichtlinearität ist sehr deutlich.

Jou, das Datenblatt hatte ich mir im Laufe des Tages schon geholt und 
bin etwas irritiert über den Leckstrom, passt aber zu meiner Abweichung.

von Achim S. (Gast)


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Manfred schrieb:
> bin etwas irritiert über den Leckstrom

Sei nur über die unpassende Verwendung des Begriffs "Leckstrom" 
irritiert, nicht über den phyiskalischen Sachverhalt als solchen.

Der Hersteller bezeichnet den ganz normalen kapazitiv fließenden Strom 
als Leckstrom. Wohl deshalb, weil er beim normalen Einsatz dieses 
Kondensators (als Entstörkondensator) eine eigentlich unerwünschte aber 
unvermeidbare Begleiterscheinung ist. Im Entstörfilter "leckt" dieser 
Strom ungenutzt davon ohne zum Betrieb des entstörten Geräts 
beizutragen.

Mit der üblichen Bedeutung des Worts Leckstrom (der z.B. zur Entladung 
eines aufgeladenen Kondensators führt) hat das nichts zu tun. In einer 
Anwendung als "kapazitiver Vorwiderstand" ist der im Diagramm 
aufgetragene Strom einfach als "Betriebsstrom der LED" zu betrachten.

von Manfred (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Sei nur über die unpassende Verwendung des Begriffs "Leckstrom"
> irritiert, nicht über den phyiskalischen Sachverhalt als solchen.

Na ja, den Schverhalt hast Du benannt "Klasse 2 Dielektrikum (Y5U),
dessen effektive Kapazität von der Spannung abhängt.", ich habe mich 
damit bislang nicht befassen müssen.

> Der Hersteller bezeichnet den ganz normalen kapazitiv fließenden Strom
> als Leckstrom. Wohl deshalb, weil er beim normalen Einsatz dieses
> Kondensators (als Entstörkondensator) eine eigentlich unerwünschte aber
> unvermeidbare Begleiterscheinung ist. Im Entstörfilter "leckt" dieser
> Strom ungenutzt davon ohne zum Betrieb des entstörten Geräts
> beizutragen.

Ich war erstmal davon ausgegangen, dass der Leckstrom wirklich leckt, 
also auf den Nennstrom aufaddiert werden kann. Ich glaube, ich hab's 
begriffen und nehme zur Kenntnis, dass dieser Typ Kondensator als 
Kondensatornetzteil wenig taugt bzw. ich im Datenblatt hätte schauen 
müssen, was er bei der gegebenen Spannung wirklich macht. Nächstes mal 
baue ich mit Folie.

Danke, dass Du noch eine Erklärung zum Leckstrom nachgelegt hast!

> Mit der üblichen Bedeutung des Worts Leckstrom (der z.B. zur Entladung
> eines aufgeladenen Kondensators führt) hat das nichts zu tun.

Eine erkennbare Selbstentladung ist nicht vorhanden: Ich habe in meinem 
Aufbau keinen Entladewiderstand auf dem C, der Stecker beißt also, wenn 
man das Gebilde vom Netz trennt und dann anfasst.

Schließe ich die Steckerstifte kurz, blitzen die LEDs kurz auf. Und das 
tun sie auch noch, wenn das Gerät einen halben Tag ohne Strom liegt, so 
gesehen ein sehr guter Kondensator.

von Gerald B. (gerald_b)


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Interessantes Ergebnis. Ich hätte jetzt nicht dmit gerechnet, das der 
Kondensator leckt. Bei einem KerKo hätte ich aus dem Bauchgefühl mit 
einer spannungsabhängigen Kapazitätsverringerung und damit einer 
Verringerung des Blindstromes gerechnet.
Zum Thema Haltbarkeit muß ich sagen, das ich vor 35 Jahren eine VQA13, 
die wirklich ihre 10-20 mA brauchte, um akzeptabel erkennbar zu sein, 
mit einem 220nF FoKo betrieben habe. 630V vergossenes DDR Exemplar, nix 
X2.
Das Ding war statt einer Glimmlampe 24/7 im Treppemhaustaster 20 Jahre 
im Einsatz - danach wurde saniert :-)
Das Ableben von China Leuchtmitteln mit Kondensatornetzteil würde ich 
mal den auf Kante genähten "Lutschbonbons" den MKT-Kondensatoren 
zuschreiben, wo die Selbstheilungseigenschaften quasi als normaler 
Betriebszustand betrachtet werden.

von Manfred (Gast)


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Gerald B. schrieb:
> Interessantes Ergebnis. Ich hätte jetzt nicht dmit gerechnet, das der
> Kondensator leckt. Bei einem KerKo hätte ich aus dem Bauchgefühl mit
> einer spannungsabhängigen Kapazitätsverringerung und damit einer
> Verringerung des Blindstromes gerechnet.

Tippere mal eine Wertereihe in die Tabellenkalkulation,

Spannung durch (1 durch 2*PI*f*C)

mit verschiedenen Spannungen: Ab 500 Volt passt das gut mit dem Diagramm 
überein, nur im unteren Bereich ist der Strom höher. Irgendwie 
idiotisch, dass der Strom außerhalb der Nennspannung des Kondensators 
passt.

von Achim S. (Gast)


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Gerald B. schrieb:
> Ich hätte jetzt nicht dmit gerechnet, das der Kondensator leckt.

Das macht er auch nicht. Im Datenblatt wurde nur ein ungeschickter bis 
falscher Titel für das Diagramm gewählt.

von Wollvieh W. (wollvieh)


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Wenn man 2 oder mehrere der Kondensatoren am Kapazitätsmeßgerät in Reihe 
schaltet, müßte man wegen der halbierten oder ge-n-telten Meßspannung 
doch nach Rückrechnung eine Kapazitätsänderung sehen?

Der Trick funktioniert leider nur nach unten, wo sich mutmaßlich nicht 
soviel tut wie bei z.B. zehnfacher Spannung.

Nach oben könnte man aber ein RC-Zeitglied bauen und mit dem Oszi bei 
unterschiedlichen Spannungen anschauen.

Manfred schrieb:
> Achim S. schrieb:
>> Sei nur über die unpassende Verwendung des Begriffs "Leckstrom"
>> irritiert, nicht über den phyiskalischen Sachverhalt als solchen.
>
> Schließe ich die Steckerstifte kurz, blitzen die LEDs kurz auf. Und das
> tun sie auch noch, wenn das Gerät einen halben Tag ohne Strom liegt, so
> gesehen ein sehr guter Kondensator.

Einen Leckstrom muß man natürlich mit der Zunge abnehmen, daher der 
Name. Blitzt dann noch die LED oder deine Netzhaut? :)

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Den Unterschied machen die Oberwellen. Der Kondensator hat für diese 
einen niedrigeren "Widerstand". Insbesondere die ist das die Oberwelle 
mit der dreifachen Frequenz. Darum wird manchmal noch ein Kerko mit 
1/10...1/20 der Kapazität paralllel zum Eingang des 
Brückengleichrichters gelegt.

von Achim S. (Gast)


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Dieter schrieb:
> Den Unterschied machen die Oberwellen.

Nein. Das wäre zwar im Prinzip eine Möglichkeit. Aber es hat sich 
inzwischen herausgestellt, dass das hier keine nennenswerte Rolle spielt 
sondern dass die Spannungsabhängigkeit der Keramik im verwendeten 
Kondensator den Effekt verursacht.

Den eindeutigen Nachweis hat Manfred erbracht, indem er mit einem 
anderen Kondensator nachgemessen und genau den berechneten Strom 
bekommen hat. Siehe folgenden Beitrag und die anschließende Diskussion:
Beitrag "Re: LED mit Kondensatornetzteil - Strom passt nicht"

Oberwellen würden sich auf beide Kondensatortypen (Keramik und Folie) 
weitgehend gleich auswirken. Der beobachtete Unterschied zwischen beiden 
ergibt sich aus der Spannungsabhängigkeit der Kapazität, die beim Kerko 
deutlich vorhanden ist, beim Folienkondensator aber praktisch nicht. Und 
deswegen liefert der Kerko den "falschen" Stromwert, der 
Folienkondensator den richtigen.

Selbst das Datenblatt des Kerkos sagt, dass der Kerko bei 230 V einen 
größeren Strom fließen lässt als laut nominellen Kapazitätswert 
erwartet. (und das auch an einem perfekten Sinus ganz ohne Oberwellen).

von Manfred (Gast)


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Lothar M. schrieb:
>> Netzoberwellen

> Auf diese Art ist dann auch meine erste Netz-LED-Funzel gestorben: ich
> habe damals(tm) als naiver Anfänger keinerlei Widerstand eingesetzt und
> bin vom idealen 50Hz-Sinus ausgegangen. Die Halbwertszeit der
> eingesetzten LEDs lag im 50h Bereich. Denn sobald auch nur eine winzige
> höherfrequente Störung auf dem Netz war, passierte die den
> 50Hz-Kondensator quasi ungebremst und bescherte den LEDs ein kurzes
> Leben.

Nach immerhin 2 1/2 Monaten Betrieb hat sich eine LED verabschiedet, die 
andere leuchtete noch. Das schiebe ich auf die Qualität, die Dinger habe 
ich 2014 beim Amazonchinesen gekauft und nicht zu erstem Mal einen 
Aussetzfehler.

Interessant finde ich, dass die defekte LED noch 1,5V Flußspannung 
zeigte.

Die Ersatzbirne habe ich natürlich falsch herum eingelötet, sie hat etwa 
2 Sekunden geleuchtet und ist nun unterbrochen.

von Dieter (Gast)


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Das sieht nach Oberwellentod der LED durch kleine Stromspitzen. Die 
lassen sich aber abfedern durch einen kleinen Kondensator (100...470nF) 
parallel zu den LED.

von MaWin (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Den eindeutigen Nachweis hat Manfred erbracht, indem er mit einem
> anderen Kondensator nachgemessen und genau den berechneten Strom
> bekommen hat

Hmm, berechnet wurde aus der rms Spannung 230V~ der effektive rms Strom, 
die Schaltung liefert aber im Gleichstromkreis durch die LED den nur 
0.909 mal so hohen arithmetischen Mittelwert (also auch das, was ein 
nicht-true-rms Digitalmultimeter erfasst und dann mit Faktor 1.1 
anzeigt).

yuppyupp schrieb:
> Das soll ja ein Nachtlicht werden, keine Diplomarbeit

Vorwiderstände sind schon gut, damit der Spitzenstrom wenn man das 
Nachtlicht mit entladenem Kondensator genau im Moment der 
Scheitelspannung der Netzspannung einsteckt nicht den erlaubten 
Spitzenstrom der LED überschreitet.

von Achim S. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Hmm, berechnet wurde aus der rms Spannung 230V~ der effektive rms Strom,
> die Schaltung liefert aber im Gleichstromkreis durch die LED den nur
> 0.909 mal so hohen arithmetischen Mittelwert (also auch das, was ein
> nicht-true-rms Digitalmultimeter erfasst und dann mit Faktor 1.1
> anzeigt).

Manfred hat sich in der gesamten Betrachtung jeweils auf den RMS-Wert 
des AC-Stroms bezogen hat - auch bei seinen Strommessungen (in 
AC-Kopplung). Wenn man die Fotos oben genau anschaut, sieht man es den 
Messgeräten auch an.

Dass der arithmetische Mittelwert des Stroms hinterm Gleichrichter, 
(also eine DC-Messung des LED-Stroms) einen anderen Wert liefern würde, 
ist klar, ändert aber nichts an dem, was oben rausgefunden wurde.

von batman (Gast)


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MaWin schrieb:
> Vorwiderstände sind schon gut, damit der Spitzenstrom wenn man das
> Nachtlicht mit entladenem Kondensator genau im Moment der
> Scheitelspannung der Netzspannung einsteckt nicht den erlaubten
> Spitzenstrom der LED überschreitet.

Die müßten dafür aber ziemlich groß sein und im Dauerbetrieb 
entsprechend unnötige Verlustleitung machen. Besser den Spitzenstrom mit 
einem Kondensator parallel vor den LED ableiten, dann braucht man 
deutlich unter 100 Ohm Serienwiderstand. Reduziert auch den 
Stroboskopeffekt.

von MaWin (Gast)


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batman schrieb:
> Die müßten dafür aber ziemlich groß sein und im Dauerbetrieb
> entsprechend unnötige Verlustleitung machen

Sie MÜSSEN ausreichend gross sein, die meisten LEDs halten pulsweise 
100mA aus, IR LEDs meist sogar 1A. Die 24k in Manfreds Schaltung reichen 
locker^3.

von Manfred (Gast)


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MaWin schrieb:
> Sie MÜSSEN ausreichend gross sein, die meisten LEDs halten pulsweise
> 100mA aus, IR LEDs meist sogar 1A. Die 24k in Manfreds Schaltung reichen
> locker^3.

Eigentlich wurde die Schaltung doch schon im Oktober hinreichend 
durchgekaut? Ich habe angenommen, der C sei geladen und beim Einstecken 
steht die Phase genau entgegengesetzt = 700 Volt. Dann beträgt die 
kurzzeitige Stromspitze 30mA, das sollte eine 5mm-Led können.

-------

Mich beschäftigt die Frage, wie eine LED noch 1,5V Flußspannung haben 
kann, aber nicht leuchtet. Bislang kannte ich nur geht oder ist 
unterbrochen!

von batman (Gast)


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Gibts wohl öfter bei den billigen Lichterketten-LED. Ist die beim 
Einschalten abgekackt oder irgendwann?

von Manfred (Gast)


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batman schrieb:
> Ist die beim Einschalten abgekackt oder irgendwann?

Über Nacht im laufenden Betrieb.

von Achim S. (Gast)


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Manfred schrieb:
> Mich beschäftigt die Frage, wie eine LED noch 1,5V Flußspannung haben
> kann, aber nicht leuchtet. Bislang kannte ich nur geht oder ist
> unterbrochen!

sie leuchtet bei deinen Ministrömen nicht mehr. aber wie sieht es aus, 
wenn du ein paar mA mehr drüber schickst? falls dann wieder Licht 
rauskommt bedeutet dass einfach, dass ein weiterer Kristalldefekt dazu 
gekommen ist, an dem der Strom über nicht strahlende Rekombination 
fließen kann.

von Dieter (Gast)


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Da werden die billigsten LED verbaut in solchen Geraeten. Die 2mA Typen 
kommen dem meist am naechsten.

von Jens G. (jensig)


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Manfred (Gast) schrieb:

>Mich beschäftigt die Frage, wie eine LED noch 1,5V Flußspannung haben
>kann, aber nicht leuchtet. Bislang kannte ich nur geht oder ist
>unterbrochen!

Die LED hat sich eben in eine IR-LED mit geringerer Uf verwandelt, 
deswegen sieht man sie nicht mehr leuchten ;-)

Dieter schrieb:
> Den Unterschied machen die Oberwellen.

Das glaube ich kaum, daß Oberwellen selbst bei reichlich deformiertem 
Sinus einen so hohen Anteil erreichen, daß der Strom so deutlich 
überhöht ist.
Der Xc ist zwar bei den Oberwellen deutlich niedriger, aber die 
Amplitude der Oberwellen eben auch.

von Manfred (Gast)


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Achim S. schrieb:
> sie leuchtet bei deinen Ministrömen nicht mehr. aber wie sieht es aus,
> wenn du ein paar mA mehr drüber schickst? falls dann wieder Licht
> rauskommt bedeutet dass einfach, dass ein weiterer Kristalldefekt dazu
> gekommen ist, an dem der Strom über nicht strahlende Rekombination
> fließen kann.

Danke, Achim - Du scheinst wieder richtig zu liegen.

Ich habe die mit Vorwiderstand ans Labornetzteil geklemmt und die 
Spannung langsam hoch und dann wieder runter gedreht. Ab etwa 1,4mA 
beginnt sie zu leuchten, aber instabil. Sobald Licht da ist, geht auch 
die Flußspannung auf 2,6 bis über 3 Volt hoch.

Der direkte Blick in die LED Überfordert leider den Dynamikbereich der 
Digitalknipse, aber man sieht gut die Reflektion unterhalb der LED auf 
der Meßgerätefläche.

Eine LED aus der selben Tüte habe ich in der Heißluftlötstation, seit 
längerem fällt mir auf, dass die nach Tageslaune und Mondphase manchmal 
nicht leuchtet oder eben doch. Auch dort fahre ich sehr wenig Strom, 
damit das Ding nicht nervt. Da es nun geklärt scheint, kommt da die Tage 
eine rote mit etwas mehr Strom rein.

Habe ich Schrott oder muß bei LEDs generell damit rechnen?

von Dieter (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Den Unterschied machen die Oberwellen.
> Das glaube ich kaum, daß Oberwellen selbst bei reichlich deformiertem
> Sinus einen so hohen Anteil erreichen, daß der Strom so deutlich
> überhöht ist.
Im Worst Case 240*sqrt(2)/(2*12k)=14mA durch Oberwellen. Die selten 
auftretenden 600V-Spikes bleiben bei Schaltnetzteilen und LED-Lampen 
ohne Schaden, da die durch den Eingangskondensator gegen EMV bereits 
ausreichend bedämpft werden. Bei Deiner Schaltung ergäbe das 25mA-Spikes 
für die LED.

Dieter schrieb:
> Da werden die billigsten LED verbaut in solchen Geraeten. Die 2mA
> Typen kommen dem meist am naechsten.
Solche LEDs sind zum Beispiel in den billigen LED-Lichterketten 
(20-50Stück) für 3*1,5V Batterien mit Vorwiderstand für einen Euro oder 
zwei zu finden. Die kann man manchmal schon mit 10mA kaputt schießen.

von Dieter (Gast)


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Vorhergehender Post war mir entgangen. Die kurzen Spikes verursachen 
natürlich Kristallfehler (Kriechströme in Durchlassrichtung werden 
größer) mehr oder weniger große. In der Summe über längere Zeit summiert 
sich das auf.

Es gibt auch minderwertige LED bei denen sich das auch ohne diese Spikes 
im Laufe der Zeit einstellt. Da hat Achim schon in die richtige Richtung 
getippt. Bei der Lötstation war die LED sicherlich nicht 230V-seitig mit 
einer ähnlicher Schaltung angeschlossen.

von Achim S. (Gast)


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Manfred schrieb:
> Habe ich Schrott oder muß bei LEDs generell damit rechnen?

Die Defekte im Halbleiterkristall ermöglichen nichtstrahlende 
Rekombination. Und sie liegen energetisch oft "günstiger" so dass 
hierüber schon Rekombinationsstrom fließen kann wenn die Spannung noch 
nicht für strahlende Rekombination ausreicht.

Insofern ist es ein generelles Thema bei allen LEDs. Die Frage ist 
jeweils nur, wie stark das ausgeprägt ist. Dafür ist die Gesamtzahl der 
Defekt relevant, also
a) die Größe des Halbleiterkristalls und
b) die Defektdichte

Die Größe des Halbleiterkristalls skaliert mit der Leistung der LED. 
Eine große Leistungs-LED wird insgesamt mehr Defekte haben als eine 
kleine Signal-LED. (groß und klein jeweils auf die Die-Größe bezogen - 
die Größe des Gehäuses spiegelt das nicht unbedingt wieder).

Die Defektdichte skaliert mit dem Aufwand und der Qualität des 
Herstellungsprozesses. Deshalb zeigt "billiger Schrott" den Effekt 
stärker als von Markenherstellern selektierte und für gut befundene 
LEDs. (was dabei als Ausschuss aussortiert wird, wird dann ggf. auch 
wieder als preiswerteres Produkt ohne Markennamen verkauft).

Dass die Defektdichte über die Lebensdauer zunimmt (und der 
Wirkungsgrade der LED im Lauf der Zeit abnimmt) ist ebenfalls normal. 
Der Degradationsprozess wird z.B. durch hohe Temperaturen und durch 
heiße Elektronen (Anlegen von Sperrspannungen) beschleunigt.

Zu deinen konkreten Zahlen: der "Minimalstrom", der benötigt wird um 
alle nichtstrahlenden Rekombinationszentren zu "sättigen", so dass es zu 
nennenswerter strahlender Rekombination kommt, liegt oft im sub 
µA-Bereich. Dass die hier betrachtete LED inzwischen erst ab ~1mA ein 
Leuchten zeigt, ist schon ein ziemlich schlechter Wert. Das kenne ich 
höchstens mal von Hochleistungs-LEDs (die für deutlich größere Ströme 
von einigen 100mA gemacht sind) mit relativ bescheidener Qualität. Gibt 
es denn zu deinen LEDs sowas wie ein Spec? (welchen Maximalstrom hat 
denn der Verkäufer beworben?)

Wärme ist bei deiner Anwendung sicher nicht das Problem. Der schon 
vorgeschlagene Kondensator nach dem Gleichrichter und parallel zu den 
LEDs wäre sicher keine schlechte Maßnahme. Aber wenn die LED von sich 
aus wegdegradiert kannst du das nicht ändern. Für den Betrieb mit 
höherem Strom in einer anderen Anwendung ist sie dann ggf. immer noch 
gut genug.

von yxcvbnm (Gast)


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Eine kleine (aber HF-tauglich, hohe f_res) Drossel kann auch
helfen, unerwünschtes von der LED fernzuhalten (C ---> LC).

von Manfred (Gast)


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Dieter schrieb:
> Bei der Lötstation war die LED sicherlich nicht
> 230V-seitig mit einer ähnlicher Schaltung angeschlossen.

Da klemmt sie an den internen 5V der Logikschaltung (ZD-939L der ersten 
Baureihe) mit 10k - bekommt also auch nur etwa 200µA Strom.

Achim S. schrieb:
> Die Defektdichte skaliert mit dem Aufwand und der Qualität des
> Herstellungsprozesses. Deshalb zeigt "billiger Schrott" den Effekt
> stärker als von Markenherstellern selektierte und für gut befundene
> LEDs.

Da es ein weiteres Gerät mit einem vergleichbaren Problem gibt und 
einige LEDs bereits direkt aus der Tüte nicht laufen, entscheide ich auf 
Plunderware, Pech gehabt.

> Dass die Defektdichte über die Lebensdauer zunimmt (und der
> Wirkungsgrade der LED im Lauf der Zeit abnimmt) ist ebenfalls normal.
> Der Degradationsprozess wird z.B. durch hohe Temperaturen und durch
> heiße Elektronen (Anlegen von Sperrspannungen) beschleunigt.

Das kann ich an meinen China-Steckdosenvoltmetern sehen, das im 
Dauerbetrieb hat eine sichtbar dunklere LCD-Beleuchtung. Das 
Temperaturthema ist bekannt, die COB-LEDs meiner Küchenbeleuchtung sind 
großzügig gekühlt.

> Zu deinen konkreten Zahlen: der "Minimalstrom", der benötigt wird um
> alle nichtstrahlenden Rekombinationszentren zu "sättigen", so dass es
> zu nennenswerter strahlender Rekombination kommt, liegt oft im sub
> µA-Bereich. Dass die hier betrachtete LED inzwischen erst ab ~1mA ein
> Leuchten zeigt, ist schon ein ziemlich schlechter Wert.

Das Ding ist hin.

> Gibt es denn zu deinen LEDs sowas wie ein Spec?

Natürlich nicht, Chinese. Dumm nur, dass das eine große Tüte ist und es 
mir schwer fallen wird, die in den Müll zu stopfen.

Danke für Deine ergänzenden Infos, das Thema sollte damit erledigt sein.

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