THEMA: Brückengleichrichter mit LadeElko

Hallo Manfred,

als Gleichrichter nimm einen B40C5000.
Für den Elko gilt:
pro Ampere 1000µF, also bist du mit 4700µF gut bedient (Standardwert).

Als Gleichspannung erhälst du damit dann ca. 17V im Leerlauf (16,97 V).

Gruß,
Günter

Bei den LED ist die Spannung von untergeordneter Bedeutung. Wichtig ist der STROM. Und deshalb wird immer ein Vorwiderstand benötigt. Dieser begrenzt den Strom.

Übliche LED sind für 20mA Nennstrom spezifiziert, LowPower LED für 7mA. Meine Erfahrung ist, dass die LED auch schon beim halben Nennstrom gut leuchten.

LED-Signale, die bereits mit Vorwidersänden bestückt sind, sind oft für 12V ausgelegt (massgebend ist das Datenblatt des Signals).

Nehmen wir mal an, deine Stromversorgung liefert 12V=, die LED-Spannung gemäss DAtenblatt sei 2V und der Strom soll 10mA betragen. Dann berechnet sich der Vorwiderstand nach dem ohmschen Gesetz:

I = U / R = (12V - 2V) / 10mA = 1kOhm.

Es ist nun egal, ob der Widerstand um die Hälfte grösser oder kleiner ist. Wichtig ist die Grössenordnung!

Und wie wird nun aus deinem Trafo eine 12V Spannungsquelle?

Nimm die 9V~ Anzapfung.
Nach dem Gleichrichten und Glätten beträgt die Spannung 9 * Wurzel(2) = 9 * 1.414 = 12.7V. Davon ziehen wir noch zweimal die Diodenspannung des Gleichrichter ab (2 * 06.V). Dann bleibt am Ausgang 11.5V. Das passt gut.

Wichtig ist: 250VA darfst du keinesfalls ungeschützt auf die Anlage loslassen! Du musst den Abgang aufteilen in Stromkreise, die jeweils mit 2 - 2.5A abgesichert sind.

Dann kommst du mit einem 3A Brückengleichrichtier und einem 2200uF-4700uF / 25V Kondensator gut zurecht.

Felix

@ 2
Also ich finde: gut und nachvollziehbar erklärt !

Wenn man den Elko mit einer Spannungsfestigkeit  "eine Nummer größer" - also bspw. 40 V -
auswählt, ist der wahrscheinlich kaum/nur wenig größer und kostet kaum/nur wenig mehr.

Dann hast du noch etwas Reserve, falls du doch die 12 V-Wicklung nimmst.

Danach wäre allerdings zu überlegen, ob du nicht gleich den nächst  "festeren" Elko wählst -
ich glaube, das wären dann 63 V. Schließlich hast du ja einen schönen Trafo mit vielen Anzapfungen oder verschiedenen Wicklungen. Müsstest du mal schauen, wie groß die Dinger sind und was die Kosten.

siehe hier: Elektrik/Gleichrichter

Für die LED die Spannung des Trafos jedoch lieber nicht zu hoch wählen. Man kann die LED natürlich auch an 30 V betreiben, nur muss dann der Vorwiderstand entsprechend groß und auch belastbarer ausfallen, weil mehr Spannung über ihm abfallen muss.

Dann vielleicht gleich mehrere (Brücken-)Gleichrichter nebst Elko und Feinsicherungen bestellen, damit du dir aus dem Trafo mehrere Gleichspannungen bereitstellen kannst ? Ich meine, diese Bauteile kosten nur wenige Cent und ein paar unterschiedliche Gleichspannungen kann man an einer Anlage gut gebrauchen.

Adrian    

  

Hallo Felix,


Wie bitte? Habe ich damals in E-Technik was falsch verstanden? Du meinst mit Strom doch das Zeugs, das mit Ampere angegeben wird?

Gruß
Rainer

@4
Der Spannungsfall über LED ist, wie bei allen Dioden, konstant. Egal, wie gross der Strom ist. Natürlich muss die Spannung der Spannungsquelle grösser sein als die Schwellspannung der Diode. Aber wieviel grösser, ist wirklich egal. Dann ist nur noch der Strom entscheidend, ob die LED abraucht oder nicht. Und darum ist der Vorwiderstand überlebenswichtig.

Felix

Hallo zusammen,

ihr habt mir mit euren Erklärungen, auch für mich als Elektrik-Laien, und euren Empfehlungen ganz toll geholfen. Werde jetzt mal alles ausprobieren.
Vielen Dank!
Gruß
Manfred

@5 Felix
Servus...................und wenn der R nun warm wird ?......................................Gruß Rainer

@7
Dann ist die LED schon lange verbrannt :-P

Felix

@5....Bitte Zusatzfrage: Spielt die Belastbarkeit, z.B. 1/4 Watt oder 1 Watt hier keine große Rolle ?

@9
Doch, du hast recht. Guter Punkt.

Schaumermal:

P = U * I

Gegeben sei das Rechenbeispiel in Nr. 2:

U_über_dem_Widerstand sei 10V;
I_durch den Widerstand sei 10mA;
P_im Widerstand = U * I = 10V * 10mA = 0.1W

Ein 08/15 Widerstand hat eine Leistungsaufnahme von 0.25W (ev. 0.125W). Glück gehabt

Fazit: Wir müssen also nicht nur den Widerstandswert richtig dimensionieren, sondern auch seine Leistungsklasse korrekt wählen.

Felix

Doch! Die Belastbarkeit spielt eine Rolle!
Aber 10V/20mW ergeben 0,2W, also 1/5W, so reicht 1/4W aus. erst bei Mehr Spannung und/oder Strom sollte er belastbarer sein!

Da hier ein schöner Trafo mit vielen Anzapfungen vorhanden ist, würde ich 2 klassische 2-Weg-Gleichrichtungen wählen!
Brückengleichrichter WS-Anschlüsse an 0 und 18V, Je einen  Elko von + und - an 9V und 9V als 0V Deklarieren. Damit ergibt sich +12/-12V die genutzt werden können. Alternativ 12V als 0 und Brücke an 24V

Mann muß nur darauf achten, das eine Spannung + und die ander - ist. Solange die LED nur über Schalter aktiviert werden, ist -Ub kein Problem. Erst bei Elektronikbausteinen ist es Problematisch.

@10 +@11................danke...................Rainer

Hallo zusammen,

nachdem ich mir endlich die Bauteile beschaffen und jetzt auch ausprobieren konnte, komme ich leider zu ganz anderen Ergebnissen
Ausgangsspannung am Trafo 19,6V Wechelstrom
nach Brückengleichrichter 18,2V Gleichstrom
nach Anschluß des Kondensators 26,6V Gleichstrom

Dabei spielt es keine Rolle, ob ich einen 35V oder 50V Elko nehme, genauso spielt es keine Rolle welchen Brückengleichrichter ich nehme.
Wie kann es sein, dass sich bei Zwischenschaltung des Elko (4700mF) die Ausgangsspannung so hoch ansteigt?

Manfred

@13
Zur Ausgangsspannung des Trafos: Was du nun gemessen hast, ist die effektive Ausgangsspannung des Trafos (Leerlaufspannung). Diese kann schon mal ein gutes Stück höher sein als die Nennspannung gemäss Typenschild! Der Grund ist: Unter Last wird die effektive Spannung kleiner. D.h. wenn die Leerlaufspannung höher ist als die Nennspannung, wird die Nennspannung dafür auch noch unter Last erreicht.

Ich hoffe das war einigermassen verständlich...

Zur Spannungserhöhung durch den Kondensator: Der beobachtete Effekt ist korrekt; das ist ja gerade der Trick an der Sache!
Schaumermal:
1) Effektive Spannung am Trafo sei 19.6V~
2) Der Gleichrichter "verbraucht" 2x die Diodenspannung = 2 * ca. 0.7V. Somit liegen nach dem Gleichriochter noch 19.6 - 2 * 0.7 = 18.2V an.
3) Die Spannung nach dem Gleichrichter ist ungeglätteter Gleichstrom, d.h. die negative Halbwelle der Sinuskurve des Wechselstroms wurde auf die positive Seite "hochgeklappt". Nach wie vor hat die Spannung aber einen sinusförmigen Verlauf. Die Spannung, die das Messgerät misst, zeigt 18.2V. Dabei handelt es sich um das "Gleichstromäquivalent", d.h. um die mittlere Gleichspannug, die entstehen würde, wenn man die "Täler" zwischen den einzelnen Halbwellen auffüllt. STell dir das Ganze wie Eiskrem vor: Wenn es warm wird, schmelzeb die Eisrkemberge, und was am Schluss übrig bleibt, ist eine Brühe mit ungefährt mittlerem Pegelstand
4) Der Kondensator ist nun in der Lage, die "Täler" zwischen den einzelnen Halbwellen aufzufüllen, ohne dass dabei der Spitzenwert der Spannung am höchsten Punkt der Halbwelle zusammenfällt! D.h. mit Kondensator steigt das Gleichstromäquivalent vom "mittleren Pegelstand" auf den höchsten Punkt der Halbwelle.
Und den berechnen wir so: Upeak = U * Wurzel(2) = 18.2 * 1.414 = 25.7V
5) Das Volt mehr, das du noch misst (26.6V), gibt es gratis als "Bonus", denn wer Misst, misst Mist (alte Labor-Daumenregel)
6) Den Effekt mit der Restwelligkeit unter Last käme auch noch hinzu, aber das lassen wir mal...

Felix

Felix, Deine Antwort ist nicht nur super schnell, sondern mit Deinen wunderbaren Vergleichen Berechnungen auch für einen Laien wie mich verständlich.
Vielen Dank
Manfred

Gern geschehen

Felix

Moin,


Noch einen kleinen Erganzung zum Spannungsangabe an der Elko.
Die Spannung ist die Maximal zugelassenne Betriebsspannung an Elko bevor er Durchschlagt (Kaputgeht)

Grüße aus Assen (NL)
Jan