Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 230v mit Mosfet schalten


von Frank (Gast)


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Hallo,
Ich hatte vor eine 230v Lampe mit einem Mosfet per pwm zu dimmen.
Da ich nicht weiß ob es bei Filament LED Lampen überhaupt geht und es 
einfach mal ausprobieren wollte habe ich auch noch eine normale 
Wolframbrine da.

Leider hat sich gezeigt dass der/ die Mosfet (habe jetzt schon 4 
verschiedene ausprobiert) bei der Netzspunnung immer was durch lassen 
und die ganz sperren. Bei 12v Gleichspannung ging es noch.

Zumindest bei der Wolframlampe ist sie bei ausgeschaltetem Gate deutlich 
abgedunkelt aber nicht aus. Die LED hat immer volle Leuchtkraft ob 
Gatespannung oder nicht.

Ich habe hier im Forum schon gestöbert und herausgelesen dass man 
Wechselspannung mit Mosfet wohl nicht schalten kann.

Meine Frage: Wieso nicht?

Ich hatte das schon vermutet und auch eine Diode dazwischen gehängt hat 
aber nichts gebracht.

: Verschoben durch Moderator
von chris (Gast)


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Datenblatt lesen und verstehen was Wechselspannung und Gleichspannung so 
unterschiedlich macht.

von M. K. (sylaina)


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Frank schrieb:
> Meine Frage: Wieso nicht?

Wegen der Bulk-Diode. Man hat davon im Mosfet zwei, mit einer muss man 
aber immer leben. Beschäftige dich mal mit dem Aufbau eines Mosfets.

Nehmen wir mal einen N-Kanal-Mosfet. Da der Kanal N-dotiert ist (deshalb 
ja N-Kanal) müssen Drain und Source P-dotiert sein. Zwischen Drain und 
Kanal-Gebiet ( = Bulk-Gebiet) bildet sich somit eine Diode aus und 
zwischen Source und Kanal-Gebiet bildet sich auch eine Diode aus. Da bei 
einem Mosfet typischerweise Bulk und Source mit Hilfe von 
Metalisierungsverfahren kurzgeschlossen werden entfällt die Wirkung der 
Source-Kanal-Diode. Die Drain-Kanal-Diode bleibt aber erhalten und sie 
liegt antiparallel zur eigentlichen Stromrichtung (von Drain nach 
Source/Bulk).

Du schriebst 230V und damit meinst du bestimmt unsere typische 
Netzspannung, das ist eine Wechselspannung die ständig ihre Polarität 
ändert (alle 10 ms), deshalb wird ein Mosfet alle 10 ms für 10 ms 
leitend sein da dann der Strom über die Drain-Source/Bulk-Diode fließt.

Es gibt übrigens z.B. Gleichrichter (aktive Gleichrichter), da nutzt man 
dieses Verhalten gezielt aus (aber auch bei anderen Anwendungen kann man 
das Verhalten gebrauchen) weshalb in guten Datenblättern sogar genaue 
Angaben zur Bulkdiode drin stehen. ;)

: Bearbeitet durch User
von Frank (Gast)


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@chris Solche Antworten liebe ich! Augenrollen

@ M. K. Danke zunächst. Das ist immer schwirig. Ich mache privat zwar 
immer mal einiges mit elektronik und hatte hier und da auch ein wenig 
Ausbildung auf dem gebiet aber blos weil ich ab und zu auf eine Hürde 
stoße möchte ich nicht gleich zum Hardcore Elektroniker werden. Wenn ich 
mich täglich mit sowas beschäftigen würde wäre das was anderes.

So ausführlich hätte es gar nicht sein müssen zu wissen dass es mit dem 
inneren Aufbau eines Mosfet zusammen hängt reicht mir.
Und warum hat meine Diode nichts gebracht? Mit der hätte er doch nur 
eine gepulste Gleichsspannung bekommen dürfen?

von Energieverheizer (Gast)


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Frank schrieb:
> aber blos weil ich ab und zu auf eine Hürde
> stoße möchte ich nicht gleich zum Hardcore Elektroniker werden.

Dann lass wenigsten deine Finger von direkter Netzspannung wenn du das 
nicht wirklich wissen willst wie das geht.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Frank schrieb:
> Und warum hat meine Diode nichts gebracht?

Pole sie doch mal anders herum.

von MaWin (Gast)


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Frank schrieb:
> So ausführlich hätte es gar nicht sein müssen zu wissen dass es mit dem
> inneren Aufbau eines Mosfet zusammen hängt reicht mir.
> Und warum hat meine Diode nichts gebracht? Mit der hätte er doch nur
> eine gepulste Gleichsspannung bekommen dürfen

Wer weiss schon, eas du zusammengebastelst hast. Kein Schaltplan.

Ein MOSFET an 230V~ geht prinzipiell nicht ohne Extraaufwand. Bis der 
16A Automat wegen Kurzschluss ausgelöst hat, ist der MOSFET schon lange 
explodiert. Nichtmal eine flinke Feinsicherung hilft  wie beim TRIAC, 
weil MOSFETs viel empfindlicher sind. Es muss elektronisch bei Überstrom 
in Mikrosdkunde abgeschaltet werden, dazu muss man den Strom erstmal 
messen.

Dann braucht man 2 MOSFETs wegen Wechselspannung. Und die gehen beim 
ersten Überspannungsimpuls aus ddm Stromnetz kaputt. Also ein VDR um vor 
Überspannung zu schützen, der muss laut VDE 300V~ haben, und begrenzt 
dann erst bei 775V. Also 800V MOSFETs. Die sind nicht mehr so 
niederohmig. Lohnt also kaum.

Glühlampen ziehen einen den 10-fachen Einschaltstrom. LED Filament hst 
eventuell Siebelko, zieht also beim Einschalten im Spannungsmaximun auch 
erheblich Strom. MOSFETs sind schnell, auch schnell kaputt.

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> Dann braucht man 2 MOSFETs wegen Wechselspannung

in einer Graetz-Brücke braucht es nur einen ;)

Aber wem erzähle ich das, der richtige MaWin wüsste das.

von mech (Gast)


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Frank schrieb:
> blos weil ich ab und zu auf eine Hürde stoße möchte ich nicht gleich zum
> Hardcore Elektroniker werden.

Dass man mit einem MosFET nicht so ohne Weiteres Wechselspannung 
schalten kann hat aber echt nix mit Hardcore Eletroniker zu tun.
Ein einfaches "MosFET Wechselspannung schalten" gegen Google werfen 
hätte auch 10.000 Seiten mit guten Erläuterungen gebracht

von ek13 (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> in einer Graetz-Brücke braucht es nur einen ;)

Genau ???
So Steuer ich mein Hoflicht schon 15 Jahre.
100W Glühbirne 1KHz PWM

von Frank (Gast)


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@Energieverheizer
> Dann lass wenigsten deine Finger von direkter Netzspannung wenn

Ist notiert. Danke für deine Sorge um mich.


@Sven S.
> Pole sie doch mal anders herum.

Habe ich natürlich schon. bringt nichts.

@MaWin

Das habe ich in einem anderen Beitrag alles schon gelesen. fast 1:1 so 
gar.


@mech
> [...] hat aber echt nix mit Hardcore Eletroniker zu tun.

Du musst das auch nicht so wörtlich nehmen aber es läuft darauf hinaus.

Ich würde nicht fragen wenn ich nicht schon recherchiert hätte. Ich 
beraube euch nur ungern eurer kostbaren Zeit.


@ek13

In Ordnung schaue ich mir mal an. Danke.

von Manfred (Gast)


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Joachim B. schrieb:
>> Dann braucht man 2 MOSFETs wegen Wechselspannung
>
> in einer Graetz-Brücke braucht es nur einen ;)

... und scheißt Dich an, weil das Bezugspotential zur Ansteuerung nicht 
mehr problemlos gegeben ist.

von Joachim B. (jar)


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Manfred schrieb:
> ... und scheißt Dich an, weil das Bezugspotential zur Ansteuerung nicht
> mehr problemlos gegeben ist.

quark, wer sowas tut sollte auch bescheid wissen wie man das löst, z.B. 
potenzialfrei, aber irgend eine kruse Idee zum Meckern findet ja man 
immer.

von Frank (Gast)


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Also mit dem Brückelgleichrichter hats geklappt. Bei der Wolframbirne 
geht das so wie ich mir das dachte (obwohl der Mosfet schnell heiß 
wird). Aber eine 60W Birne wollte ich nicht verwenden und die Filament 
LED gibt sich größte Mühe mit voller Kraft zu leuchten selbst wenn ich 
z.b. 2ms eingeschaltet und 4ms ausgeschaltet. Auf denen steht ja auch 
oft drauf "nicht dimmbar" aber man muss es ja mal ausprobiert haben. Ich 
schätze dann muss ich mir wohl eine LED suchen die sich dimmen lässt.

Das wars bis hier hin erstmal danke.

von Achim H. (pluto25)


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Frank schrieb:
> (obwohl der Mosfet schnell heiß
> wird)

Sollte er nicht. Kühlblech? Schaltung prüfen. Mosfet: Max-Spannung hoch 
genug? Ansteuerung genug Spannung? steil genug? Ein-Innenwiderstand 
klein genug?
Was macht die LED mit kleineren Einzeiten? Vielleicht noch eine Drossel 
zur Ladestrombegrenzung einbringen.

von Jens G. (jensig)


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>Also mit dem Brückelgleichrichter hats geklappt. Bei der Wolframbirne
>geht das so wie ich mir das dachte (obwohl der Mosfet schnell heiß

Entweder zu kleine Gate-Source-Spannung (Ugs), oder der Mosfet ist 
einfach nur für sehr geringe Ströme gedacht, bzw. hat grundsätzlich 
einen recht hohen Rds_on. Oder Dein Begriff von heiß entspricht nicht 
unserem Begriff von heiß. Solange man sich keine Brandblasen daran holt, 
isses dem wahrscheinlich noch nicht zu heiß.
Aber da wir nicht wissen, was für einen Moasfet Du da so hast, können 
wir das natürlich nicht einschätzen.

>wird). Aber eine 60W Birne wollte ich nicht verwenden und die Filament
>LED gibt sich größte Mühe mit voller Kraft zu leuchten selbst wenn ich
>z.b. 2ms eingeschaltet und 4ms ausgeschaltet. Auf denen steht ja auch

Die haben üblicherweise einen Sieb-Elko drin. Zwar klein, reicht aber, 
um solch kurze Lücken zu überbrücken.

: Bearbeitet durch User
von schUk0 (Gast)


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Nimmt für sowas nicht einen Triac?

von hinz (Gast)


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schUk0 schrieb:
> Nimmt für sowas nicht einen Triac?

Damit geht halt nur Phasenanschnitt.

von schUk0 (Gast)


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Stimmt!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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hinz schrieb:
> Damit geht halt nur Phasenanschnitt.

Ist allerdings auch das, womit die LED Lampen, die dimmbar sind, 
rechnen. Der Triac ist dann sicher das einfachste zu verwendende 
Bauteil, ehe man sich die Mühe mit MOSFet o.ä. macht.

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias S. schrieb:

> Ist allerdings auch das, womit die LED Lampen, die dimmbar sind,
> rechnen. Der Triac ist dann sicher das einfachste zu verwendende
> Bauteil, ehe man sich die Mühe mit MOSFet o.ä. macht.

Viele LED-Lampen haben Kondensator-Netzteile.
Da braucht man Phasen ab schnitt.

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Frank schrieb:
> @chris Solche Antworten liebe ich! Augenrollen
>
> @ M. K. Danke zunächst. Das ist immer schwirig. Ich mache privat zwar
> immer mal einiges mit elektronik und hatte hier und da auch ein wenig
> Ausbildung auf dem gebiet aber blos weil ich ab und zu auf eine Hürde
> stoße möchte ich nicht gleich zum Hardcore Elektroniker werden. Wenn ich
> mich täglich mit sowas beschäftigen würde wäre das was anderes.
>
> So ausführlich hätte es gar nicht sein müssen zu wissen dass es mit dem
> inneren Aufbau eines Mosfet zusammen hängt reicht mir.
> Und warum hat meine Diode nichts gebracht? Mit der hätte er doch nur
> eine gepulste Gleichsspannung bekommen dürfen?

Ich habe jetzt Deine komplette Aussage zitiert, denn

wenn Du keine Ahnung von MOSFets hast, dann solltest Du auch etwas
annehmen, was Dir gesagt wird, und nicht mit Augenrollen daher kommen!

Entweder Du brauchst Input oder lässt es einfach sein!

Und genau solche idiotischen Gastbeiträge sind es, die hier im
Forum ein Störfaktor sind, nämlich zuerst fragen und dann sagen,
das hätte ich nicht gebraucht und auch nicht so genau!!!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Harald W. schrieb:
> Viele LED-Lampen haben Kondensator-Netzteile.
> Da braucht man Phasen ab schnitt.

Du hast mich falsch verstanden. Die LED Lampen, die als 'dimmbar' 
bereits verkauft werden, sind für Phasenanschnitt gedacht, da sie ja die 
alten Glühlampen ersetzen sollen. Die funktionieren also auch mit dem 
normalen Dimmer.

von Sebastian S. (amateur)


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FETs können nur Gleichspannung schalten schon wegen der "integrierten" 
Diode.
Es gibt aber einen Trick aus grauer Vorzeit: Einen Gleichrichter 
verwenden.
So kann man auch Wechselspannung mit einem Thyristor schalten.

von Joachim B. (jar)


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Sebastian S. schrieb:
> Es gibt aber einen Trick aus grauer Vorzeit: Einen Gleichrichter
> verwenden.

ach, es ist alles schon geschrieben worden, nur noch nicht von jedem.

von hinz (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Viele LED-Lampen haben Kondensator-Netzteile.
>> Da braucht man Phasen ab schnitt.
>
> Du hast mich falsch verstanden. Die LED Lampen, die als 'dimmbar'
> bereits verkauft werden, sind für Phasenanschnitt gedacht, da sie ja die
> alten Glühlampen ersetzen sollen. Die funktionieren also auch mit dem
> normalen Dimmer.

Viele allerdings mehr schlecht als recht.

von Einer (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Du hast mich falsch verstanden. Die LED Lampen, die als 'dimmbar'
> bereits verkauft werden, sind für Phasenanschnitt gedacht, da sie ja die
> alten Glühlampen ersetzen sollen. Die funktionieren also auch mit dem
> normalen Dimmer.

Aber nicht alle.
Und dann muß der alte Dimmer auch noch mit der geringen Last klarkommen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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hinz schrieb:
>> Du hast mich falsch verstanden. Die LED Lampen, die als 'dimmbar'
>> bereits verkauft werden, sind für Phasenanschnitt gedacht, da sie ja die
>> alten Glühlampen ersetzen sollen. Die funktionieren also auch mit dem
>> normalen Dimmer.
>
> Viele allerdings mehr schlecht als recht.

Da hast du recht!
Ich habe mir vor kurzem eine kopfverspiegelte dimmbare 8W-LED für knapp 
15€ "geleistet" und musste dann feststellen, dass sie in einem 
Einstellbereich etwas flackert und auch noch unangenehme Pfeifgeräusche 
macht.

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias S. schrieb:

>> Viele LED-Lampen haben Kondensator-Netzteile.
>> Da braucht man Phasen ab schnitt.
>
> Du hast mich falsch verstanden. Die LED Lampen, die als 'dimmbar'
> bereits verkauft werden, sind für Phasenanschnitt gedacht, da sie ja die
> alten Glühlampen ersetzen sollen. Die funktionieren also auch mit dem
> normalen Dimmer.

Bei den von mir gekauften hat das bislang jedenfalls nicht funktioniert.

von Johannes S. (Gast)


Angehängte Dateien:

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ek13 schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> in einer Graetz-Brücke braucht es nur einen ;)
>
> Genau ???
> So Steuer ich mein Hoflicht schon 15 Jahre.
> 100W Glühbirne 1KHz PWM

wie kommt man da auf 1 kHz? Ich nehme an Joachim meinte eine Schaltung 
wie sie auch gerade in der aktuellen make drin ist, einem UP Dosen 
Dimmer mit ESP8266. Man kann damit Phasenan- und abschnitt realisieren, 
aber doch keine 1 kHz PWM?

https://github.com/MakeMagazinDE/Smart-Dimmer

Da wird auch auf die Website von Helferlein verlinkt :)

von Udo S. (urschmitt)


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In deinem Schaltplan fehlt noch der Massebezug der Mosfetansteuerung. 
Die ist nämlich NICHT bezogen auf L oder N.
Das heisst die Steuerung muss Potentialfrei sein. Mit der entsprechenden 
Isolationnach VDE-xy

Natürlich kann man den 50Hz Sinus jetzt 400 oder 1000 mal pro Sekunde 
ein oder ausschalten.
Stört halt je nachdem ganz nett.

: Bearbeitet durch User
von Johannes S. (Gast)


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Udo S. schrieb:
> In deinem Schaltplan fehlt noch der Massebezug der Mosfetansteuerung.
> Die ist nämlich NICHT bezogen auf L oder N.

Das ist nur ein Auszug aus einer Übersicht, ich wollte wg. copyright 
nicht das ganze org. Bild posten. Im github link ist aber der komplette 
Schaltplan drin.

wg. PWM: gut, kann man auch machen, aber die übergelagerten 100 Hz hat 
man trotzdem drin. Kommen die low cost LED Wandler damit klar? Ich habe 
dimmfähige 230 V LED Konstantstromquellen, die wollen Phasenabschnitt 
und kommen damit klar. Für so low cost LED Leisten an 230 V würde mich 
das auch interessieren.

von hinz (Gast)


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von Udo S. (urschmitt)


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Johannes S. schrieb:
> Kommen die low cost LED Wandler damit klar?

Das hatte das Hoflicht von ek13 ziemlich sicher nicht.

von Manfred (Gast)


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Udo S. schrieb:
> In deinem Schaltplan fehlt noch der Massebezug der Mosfetansteuerung.
> Die ist nämlich NICHT bezogen auf L oder N.
> Das heisst die Steuerung muss Potentialfrei sein. Mit der entsprechenden
> Isolationnach VDE-xy

Hatte ich vorgestern angemerkt:
Manfred schrieb:
> ... und scheißt Dich an, weil das Bezugspotential zur Ansteuerung nicht
> mehr problemlos gegeben ist.

Schaut man sich bei Github diese Makerschaltung an, findet man einen 
Optokoppler für die Ansteuerung des FETs.

Der µC wird per Trafo versorgt - das macht aber Sinn, da dieser 
Schnittstellen zur Außenwelt hat.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Harald W. schrieb:
> Bei den von mir gekauften hat das bislang jedenfalls nicht funktioniert.

Ich hingegen habe hier eine 8W Osram LED Lampe (PAR30SN) 'dimmable', die 
mit dem Pollin Funkdimmer wunderbar funktioniert.

: Bearbeitet durch User
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