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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 12V Dimmer - Frage der Versorgung?


Autor: Nico (Gast)
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Hallo

Ich habe mir jetzt einen 12V DC Dimmer via PWM und Fet-Treiberstufe
aufgebaut.

Leider weiß ich net genau wie ich des mit der Versorgung machen soll.

Zu den Kenndaten:
4x 12V/35W Halogenstrahler => 140W

U= 12V (DC)
I= ca. 11,7A

Vorgesehen ist momentan eine Schraubklemme um dort dann ein Netzteil
oder Trafo anzuschließen.
Des weiteren müssen die ~12A über die Platine geführt werden. Der µC
ist über einen DC/DC wandler galvanisch (1kVDC) vom Netzteil getrennt.

Leider sind AC/DC Netzteile mit 150W sehr teuer.
Halogentrafos bekommt man ja schon ab 10€. Leider ist es bei denen so,
dass dort dann meist 11,6V AC rauskommen und ich dies dann erst
gleichrichten müsste.

Nun stellt sich die Frage ob ich die Schaltung dann für 11,6V AC
auslegen soll damit ich so einen Trafo dranhängen kann oder doch DC als
Eingang vorsehen?

Was haltet Ihr für eine kostengünstigste Lösung?

Bei 11,6V AC und dann ~12A brauch ich ordentliche Gleichrichter und
Filterelemente.

Gruß

Autor: Nico (Gast)
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Kleine Ergänzung:

Im Prinzip geht es mir darum eine kostengünstige Lösung für eine
Versorgung mit 12V (DC) @ 12A zu finden.

Gruß

Autor: Andreas Lang (Gast)
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Bei 12A/12V sollten eigentlich ein schöner Brückengleichrichter (so um
die 25A, der soll ja nicht auf dem letzten Loch pfeifen) und
Kondensatoren ab so 9400µF/35V reichen (also 2x4700µ). Ansich könnte
man die elkos im Lastkreis auch weglassen, wenn die PWM hochfrequent
genug ist (sonst flackert es). Allerdings ist das Ganze mit Elkos etwas
weniger kritisch in Bezug auf die EMV. Der Gleichrichter sollte <2€
kommen und die Elkos auch. Macht also so um die 4 Euro plus Trafo (da
kann man wohl nen Halogentrafo nehmen).

Autor: Stone (Gast)
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PC-Netzteil 350 W
Versorg damit auch zusammen 175W Halogenlampen (Heizung fürs Ätzbad)
und hat mich 4&#8364; bei ebay gekostet.

Autor: Nico (Gast)
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@Andreas
Also einen Brückengleichrichter hab ich auch mit 25A vorgesehen,
allerdings gilt doch für die Elkos 1000 - 2000µF / 1A was bei mir
bedeutet: ca. 22000µF
Des sind mega die Teile und >6Eur
Würd dann einen nehmen den ich im gehäuse mit dem Brückengleichrichter
verschrauben kann und dann alles über Freidrahtleitung. Wie schaut es
mit der Filterung über LC-Glied aus?
Notwendig ja oder nein?

Als Trafo dachte ich mal an den "SET 150VA" oder "HAL-TRAFO K150VA"
gedacht, beide von Reichelt.
Wie sieht es bei diesen Modellen mit sekundärer Dimmung aus?
Möglich? schließlich sind da Preisunterschiede von ca. 30Euro.

Gruß

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Und warum dimmst du nicht primär mittels Triac? Bei den 150W fließt
nicht mal 1A. Da brauchst du den Triac nicht mal kühlen.

MW

Autor: Nico (Gast)
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Das liegt daran dass ich jede NV-Halogenleuchte getrennt regeln will.
Natürlich würde das auch gehen, allerdings benötige ich hierbei 4
Trafos und dann eine Phasenanschnittssteuerung, die in der Realisierung
keine Probleme darstellt.

Man hat also die Wahl:

primär: viel Elektronik, viele kleine Bauteile, wenig Leistung
sekudär: kaum Hardware, dfür große Bauteile und hohe Ströme

Jetzt kann man sich ausrechnen was da besser ist.
Persönlich finde ich für solche Anwendungen die PWM-Regelung als
eleganter. -> sekudäre Dimmung

Gruß

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Muss denn die Lampenversorgung unbedingt noch geglättet werden?
Eigentlich sollte es doch reichen, wenn die 12V gleichrichtet.
Das ist jetzt aber die Meinung von jemandem, der keine Ahnung von
Leistungselektronik (AC) hat.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Nein, mus man nicht. Du kannst die Nulldurchgänge detektieren und den
MOS wie einen Triac benutzen.

MW

Autor: Nico (Gast)
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So nach einigen überlegungen hab ich mich jetzt für folgende schaltung
entschieden. siehe Anhang

Wie groß sollte ich den Siebkondensator dimensionieren?
Brauch ich bei dem Triac noch irgendwelche filter oder so was und wie
muss ich den µC am besten schützen wenn der Triac mal über den Jordan
geht?

Gibt es von eurer Seite noch verbesserungsvorschläge?

Gruß

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Ich würde einen Brückengleichrichter und ein Optokoppler-Triac nehmen.
Wenn an dem 7805 nur der Controller hängt, sollten 1000µF locker
reichen.

Autor: Andreas Lang (Gast)
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Die Schaltung ist gut.
Der Siebkondensator könnte wohl sogar noch mit 470µF hinhauen, aber
100µ sind definitiv ok.
Was man noch braucht ist eine Nulldurchgangserkenung (im Falle eines
AVR, einfach über so ca. 47k die Wechselspannung vor dem Gleichrichter
auf einen INT-Eingang geben. (weil der AVR interne Schutzdioden hat,
passiert da nix)). Den Triac braucht man nicht extra mittels
Optokoppler abzutrennen, aber ein Vorwiderstand ins Gate wäre nett (so
330 Ohm sollte idR klappen).
Die Elkos bei der Gleichspannungsvariante können so klein sein, weil
die Halogenlampen keine besonderen Ansprüche an die Restwelligkeit
stellen (genaugenommen gar keine). So lange die Gate-Spannung der FETs
nicht mitpulsiert kann man da auch den Elko ganz weglassen.
Die Störeungen auf Netzseite sollten durch die nicht gerade kleine
Induktivität des Trafos ausreichend gering sein.
Vorsicht: evtl kann der Trafo bei der Triaclösung kräftig brummen,
wegen der etwas unsinusförmigen Stromaufnahme der gedimmten Lampen.

Autor: Lai (Gast)
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Teuscht es mich oder hab ich nicht über einen Triac so typischerweise
1,2 V Spannungsabfall? (macht dann in dieser Schaltung so 10% Verlust)

73

Autor: Nico (Gast)
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@ Andreas

Vielen Dank für die Hinweise.
Ist außerdem noch eine Induktivität parallel zu den Lampen zu
empfehlen? wegen der Ströme?
Gibt es eine Möglichkeit das Brummen des Trafos zu minimieren?

Klar eine Nulldurchgangserkennung kommt noch dazu

@WM-Rahul

Ich nehme deswegen nur eine Diode anstelle des Brückengleichrichters
damit der Triac ein sauberes Potential hat und nicht so sehr durch die
wechselspannung beeinflusst wird.

Autor: Andreas Lang (Gast)
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Die Induktivität wenn, dann in Serie zu den Lampen. Darüber sollten sich
an sich auch die Glühdrähte freuen.
Die Variante mit der PWM sollte bei einer geeineten Frequenz recht leis
sein. So ab 20kHz sollten weder die Lampen noch der Trafo Geräusche
machen. Und: Ja, Halogenlampen KÖNNEN Geräusche machen; jeder der's
nicht glaubt, einfach mal an einem Par64 Bühnenscheinwerfer lauschen,
der grade so gemütlich auf Vorheizen ist.

Autor: Andreas Lang (Gast)
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Schutz den µC bei der Triaclösung: Triacs mit geringem Zündstrom und
eine Vorwiderstand mit so 4,7kOhm. Das Sollte den µC vor allzu bösen
Überraschungen schützen.

Autor: Nico (Gast)
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Also des mit der PWM lösung ist ja bei einer Triac-Verwendung
hinfällig.
Gibt es eine faustregel für die bestimmung der Induktivitäten und
sollte bei dem Triac ein Snubber vorgesehen werden??

Welchen Triac ich jetzt einsetze ist noch nicht ganz klar, bin da noch
auf der suche :)

Autor: Andreas Lang (Gast)
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Ja, PWM ist mit Triacs hinfällig, wenngleich das, was hinten aus der
Triaclösung rauskommt im Prinzip auch nur eine Art PWM ist.
Was die Spulen angeht: In meinem 4x500W@230VAC-Dimmerpack verwende
1,8mH.
Dazu noch ein Zitat von
http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/light/analogdimmer.htm

Zur Entstörung sollte in jeden Kanalabgang eine Ringkerndrossel mit
Eisenpulverkern gehängt werden: Diese Induktivitäten dämpfen die
Transienten beim Phasenanschnitt und verhindern so ein Brummen in der
PA und ein Summen der Glühwendeln. Zur Einschätzung dieser Dämpfung
wird bei kommerziellen Dimmern häufig die 'rise time' angegeben.
Hierbei handelt es sich um die Zeit (in µs) in der der Strom nach dem
Zünden des Triacs von 10% auf 90% ansteigt. Nach Umformen einer
Differentialfunktion lässt sich die benötigte Induktivität berechnen
durch:

L = (t*U)/(2.198*I)

wobei 't' die risetime in [s], 'U' die Spannung in [V] und 'I'
der Strom in [A] ist. Eine Risetime von 80µs (ca.1mH@10A) ist schon
schön - für hochempfindlichen Studioumgebungen werden sogar Dimmer mit
Risetimes von 500µs verbaut. Da solche Drosseln aber ziemlich teuer und
schwer sind, werden vor allem in Billigprodukten derart winzige Drosseln
(Insider: asiatische Singdrossel - wegen des Zwitscherns kurz vorm
Durchbrennen...) verbaut, dass diese höchstens eine Placebowirkung
haben!

Zur Relativierung sollte ich allerdings erwähnen, dass ich in meinen
eigenen Dimmerpacks nach ein paar Tests mit PAs die Drosseln weglassen
konnte: Aus welchen Gründen auch immer ist bei den hier beschriebenen
Lastteilen nichts zu hören, während die oben erwähnten Gurken einen
netten Rasenmähersound erzeugten...

Autor: Nico (Gast)
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Kennt einer von euch einen Opto-Triac der 4A abkann??

Gruß

Autor: Andreas Lang (Gast)
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Ein Optotriac ist ein schnuckliger kleiner Optokoppler im z.B. DIL-8
Gehäuse (Beispiel: MOC3052).
Man kan aber einen zweiten Triac hinten dran hängen, der dann mehr
Power ab kann.

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