Spannungsabhängige Schaltung einer LED

[Pumukel]

Klar doch sind Schaltregler die bessere Lösung nur bekommst du da eben keinen Passenden im Handel. Hier geht es aber um ein Studienobjekt und damit um eine mögliche Lösung. Das Problem dabei im Bereich von 60 V bis 440 V wird nun mal konstante Helligkeit der LED verlangt. Und egal ob du da eine Konstantspannungsquelle verwendest die überflüssige Spannung sorgt nun mal für Verlustleistung.

 

[patois]

Es wundert mich, dass im ganzen Thread kein Kommentar mehr vom TE erschienen ist.

Eventuell versucht er noch immer die Pumukel-Schaltung mit Leben zu erfüllen . . .

 

[EBC41]

Der Plan in #22 hat aber auch einen Denkfehler!

Mit einer D1 von 20 Volt braucht man hier keine Konstantstromquelle mehr, sondern nur einen festen Widerstand von rechnerisch 352 Ohm um der LED 50mA zu geben.

Welche Z-Spannung sollte denn die D2 haben?

Auf alle Fälle verbrät man am R1 eine extrem hohe Leistung, wenn man da mit 440 Volt reinfährt, weil der R1 andererseits so niederohmig sein muss, dass ab 60 Volt Eingangsspannung schon 50mA fließen.

 

[patois]

Der Plan in #22 hat aber auch einen Denkfehler!

Wenn ich @Pumukel richtg verstanden habe, will er mit D2 die Einschaltschwelle für die LED, die bei 60V sein soll, generieren.

Und noch eine allgemeine Warnung !
Bitte experimentiert nicht auf Steckbrettern (Breadboards) mit diesen 440 Volt,
denn die meisten Steckbretter sind für derartig hohe Spannungen nicht geeignet.
Auch die Schaltdrähte aus den handelsüblichen "Kits" sind hinsichtlich ihrer Isolation bei 440V gefährlich.
Sogar die Widerstände muss man gewissenhaft auswählen, da die kleinen Bastelwiderstände nicht unbedingt "spannungsfest" für 440 V gefertigt sind (was viele Leute garnicht wissen)
.

 

[EBC41]

Wenn ich @Pumukel richtg verstanden habe, will er mit D2 die Einschaltschwelle für die LED, die bei 60V sein soll, generieren.

Ja, wäre eine Möglichkeit. Die müsste dann etwa 55 Volt haben. Dann wäre die rechts gezeichnete 50mA Konstantstromquelle schon richtig.

Mit einer Z-Spannung von 20 Volt bei D1, arbeitet das Konstrukt dann bis etwa 80 Volt am Eingang des Brückengleichrichters. Über 80 Volt wird es interessant. Denn am Eingang des Gleichrichters ist wegen der beiden Z-Dioden erstmal bei etwa 80 Volt Schluss und der Widerstand R1 müsste bei weiter steigender Spannung bis 440 Volt als Vorwiderstand dienen. Und die daran verbratene Leistung wird extrem heftig, denn hier an dieser Stelle wirkt kein Konstantstromprinzip mehr, sondern das Ohmsche Gesetz.

Ich würde sagen, dass der Vorwiderstand R1 an dieser Stelle überhaupt nicht mehr zu einem sinnvollen Konzept passt. Da gibt es keinen vernünftigen Wert ihn zu dimensionieren. Letztendlich muss das eine Schaltung in der Art nach #6 sein.

 

[patois]

Vermutlich hat der TE längst in einem anderen Forum eine fertig dimensionierte Schaltung von gewieften und eifrigen Beratern vorgesetzt bekommen.

Im hiesigen Forum hat man viel zu wenig beachtet, dass die Schaltung mit der max. möglichen Eingangsspannung von 440Volt in Bereiche vordringt, die nicht allen Bauteilen zuträglich sind, abgesehen von der für "Amateure" gefährlichen Handhabung des Konstrukts.

Darum nochmals: der Teufel steckt im Detail !

 

[EBC41]

dass die Schaltung mit der max. möglichen Eingangsspannung von 440Volt in Bereiche vordringt, die nicht allen Bauteilen zuträglich sind,

Ich sehe da kein spezielles Problem.

Zuerst einmal schrieb ich in #3:

Müsste erst suchen, ob es selbstleitende MOS-FETs für so große Spannungen gibt?

Und wenn man suchen würde, wäre klar, dass dann in der Regel die Typen mit 600 oder 800 Volt maximale Drain - Source - Spannung in Frage kämen.

Egal, wie hoch die Spannung in einer Schaltung ist, es sind immer Bauteile herauszusuchen mit noch etwa 50% Reserve nach oben.

Bei modernen Leistungshalbleitern sind 440 Volt kein Problem. In der Farbfernsehtechnik wurden schon vor ca. 50 Jahren Transistoren (hier bipolare) mit 1500 Volt maximaler Spannungsfestigkeit eingesetzt.

 

[Katteker]

Hat der TE denn nun eine Schaltung für sich finden können?

 

[Lukas_Baum]

So aus dem Stegreif komme ich auf diese Schaltung.
In der Praxis nicht brauchbar, da zu viel Verlustleistung verbraten wird, aber für das theoretische Projekt des TE eher geeignet:>

Das lustige ist ja, dass es sich eben nicht um eine theoretische Schaltung handelt, sondern eine die letztlich in der Praxis umgesetzt wurde. Sonst würde sich eine solche Frage in diesem Forum schließlich nicht lohnen.

Besonders erschwerend ist in der jetzigen, zweiten Anfrage der Umstand, dass der Spannungsbereich von 0 bis 400 Volt reichen soll.
Dabei kann man nur raten, dass 400 VDC gemeint sind.

Die Angabe zur Gleichspannung steht offensichtlich von Beginn an in der Fragestellung.

Und noch eine allgemeine Warnung !
Bitte experimentiert nicht auf Steckbrettern (Breadboards) mit diesen 440 Volt,
denn die meisten Steckbretter sind für derartig hohe Spannungen nicht geeignet.
Auch die Schaltdrähte aus den handelsüblichen "Kits" sind hinsichtlich ihrer Isolation bei 440V gefährlich.
Sogar die Widerstände muss man gewissenhaft auswählen, da die kleinen Bastelwiderstände nicht unbedingt "spannungsfest" für 440 V gefertigt sind (was viele Leute garnicht wissen)
.

Darauf wird vom geschulten Fachpersonal natürlich stetig geachtet, auch kommt hoffentlich niemand auf die Idee 440 Volt auf ein Breadboard zu jagen

Vermutlich hat der TE längst in einem anderen Forum eine fertig dimensionierte Schaltung von gewieften und eifrigen Beratern vorgesetzt bekommen.

Leider nein, ich musste allen ernstes meinen eigenen Kopf anstrengen, um mir eine geeignete Schaltung zu überlegen, die letztlich auch konstant funktioniert hat! So eine Unverschämtheit!
Gelöst wurde das Problem übrigens mit parallel geschalteten Spannungsreglern.

 

[Lukas_Baum]

Und den Vorwiderstand für die Led bei konstanter Spannung wirst du wohl selbst berechnen können !
Beachte bei 5 V Ausgangsspannung fallen über T1 435V bei rund 60 mA ca 26 W ab ! Dabei ist der Strom durch Re mit 10 mA gewählt als Grundlast! 55V+5V = 60 V und Ua ist dann 5V -Ube = 4,3 V

Einfach eine 2kg schwere Kühlplatte verbauen und dann regelt die thermische Masse jegliche Verlustleistungsprobleme!

 

[Octavian1977]

eher nicht, denn auch eine solche Platte ist nicht in der Lage die Wärme schnell genug von der Entstehungsstelle weg zu leiten und somit die Temperatur ein zu halten.

 

[EBC41]

26 Watt Verlustleistung von einem Transistor wegzubringen ist jetzt nicht das große Problem.

Dieser Kühlkörper zum Beispiel kostet etwa 4 Euro, hat einen Wärmewiderstand von 1,7 Kelvin pro Watt. Das heißt, wenn ein auf ihm montierter Transistor eine Verlustleistung von 26 Watt "verbrät", ergibt das am Kühlkörper eine Temperaturerhöhung von 44 Grad.

Sprich, bei 20 Grad Raumtemperatur erreicht der Kühlkörper etwa 64 Grad.





Eine Aluplatte, sagen wir mal mit 5 mm Stärke, mit 2 kg Masse, wird das sicher auch leicht schaffen.