ich möchte den ein oder anderen meiner Personenwagen mit einer Innenbeleuchtung versehen. Hierzu möchte ich LED Band, welches es als Meterware mit Klebestreifen auf der Rückseite gibt, verwenden. Das Band ist alle 3 LEDs teilbar, die Schaltung sieht wie folgt aus:
Stört Euch bitte nicht an den Bezeichnungen, hab da einfach mal die erst besten Bauteile genommen. J1-1 und J1-2 sind die beiden Anschlusspads, R1 der integrierte Vorwiderstand und D1 - D3 die 3 LEDs, spricht es sind einfach 3 LEDs mit einem Widerstand in Reihe geschaltet (so, an dieser Stelle bekomm ich grad das Gefühl, den Schaltplan hätt ich mir sparen können, versteht auch jeder so ).
Nun zu meiner Frage: Wenn ich jetzt einen solchen Streifen in einen Wagon einbaue und diesen fahren lasse, dann flackert die Beleuchtung munter vor sich hin, wie die Achsen eben mal Kontakt zur Schiene aufbauen oder eben nicht. Soweit nichts unerwartetes.
Um dies zu umgehen soll jetzt also noch ein Kondensator her. Deßhalb nun meine Frage ob ich die Schaltung einfach um einen Kondensator folgendermaßen ergänzen kann:
Ich fahre Digital, es liegt also eine Wechselspannung am Gleis, und somit auch an der Innenbeleuchtung an. Bei einer Gleichspannung wäre es mir jetzt schon klar, der Kondensator würde sich laden und im Falle einer Stromunterbrechung würde er die LAdung wieder abgeben und somit die LEDs für eine kurze zeit am leuchten halten. Aber wie verhält sich das bei Wechselspannung? Durch die ständig wechselnde Polarität wird der Kondensator ja im Gegensatz zur Gleichspannung ständig geladen und wieder entladen, kann ein Kondensator dennoch für kurze Zeit Spannung für die LEDs bereit stellen oder ist es zwingend notwendig die Spannung vorher gleichzurichten?
So, ich hoffe mal ich konnte mein Anliegen verständlich rüber bringen und hoffe auf kompetente Antworten.
vor den beiden Anschlüssen befindet sich noch ein Vorwiderstand, den ich zum dimmen der Beleuchtung eingebaut habe, ansonsten liegt dort direkt die Digitalspannung an. Wie verursacht der Kondensator denn einen Kurzschluss? Beide Anschlüsse des Kondensators sind ja nicht elektrisch verbunden.
Wenn ich Dich richtig verstehe sagst Du die Schaltung müsste folgendermaßen aussehen:
Verstehe ich Dich da richtig? Wobei ich hinter den Widerstand R1 nichts einsetzen kann, da es sich dabei schon um das LED Band handelt, ich kann lediglich vor den beiden A_nschlussklemmen noch was anlöten, sprich hinter meinem zusätzlichen Vorwiderstand.
Gruß,
Thomas
Edit: Die von Dir erwähnte Diode hab ich jetzt grad vergessen, diese würde nach meinem Verständnis für eine "Gleichrichtung" sorgen, richtig?
ZitatGepostet von BJA Eine Diode (z.B. N4148) vor den Widerstand und den Ladeelko nach dem Widerstand schalten.
Hallo Bernhard
Ich würde den Kondensator zwischen Diode und Widerstand einbauen, die Wirkung des Kondensators ist ausgeprägter. Um eine einseitige Belastung der Digitalspannung zu verhindern würde ich wie oben gezeichnet anstelle der einzelnen Diode einen Brückengleichrichter verwenden (gibt es als fertige Bauteile).
Ich bin vom Betrieb mit Wechselspannung ausgegangen, weil die Schaltung für DC nicht in Frage kommt (s.u.).
Mit der Brückengleichrichtung ist es natürlich noch schöner.
Falls Digitalbetrieb: Keinen üblichen Brückengleichrichter für Netzfrequenz (50 Hz) verwenden sondern Einzeldioden. Grund: Netzgleichrichter sind zu langsam.
ZitatDeine Lösung ist für Gleichstrom geeignet. Für Wechselstrom oder Digital empfehle ich dir:
Das ist nicht stimmig:
1. Wie sollen die LEDs denn leuchten, wenn sich bei DC die Spannung umkehrt? Weiter sind die LEDs gefährdet, weil jetzt die Versogungsspannung in Sperrrichtung anstatt in Durchflussrichtung anliegt. Die LEDs können durchschlagen und sind dann hin.
2. Damit sich der Ladeelko nicht über den Widerstand zurück zum Fahrgerät entladen kann, werden auch bei Gleichstrom Dioden benötigt. Wegen der Polungsumkehr muss es jetzt sogar eine Brückengleichrichtung sein.
Viele Grüße Bernhard ------------------------------------------------ Spurweite: H0 und N, Epoche +/- IIIb, DB, SBB, BLS, ÖBB, SNCF, FS, ESU ECoS I + II, ESU-Programmer, ESU-Prüfstand, Roco-Multimaus, Digital 2-Leiter, Decoder: ESU, Lenz, D&H, Zimo, Märklin, Sounddecoder, TrainController 8 Gold, Wintrack 15 ...
Hallo zusammen und danke für die zahlreichen Antworten, ich denke mal jetzt bin ich schon ein Stückchen schlauer. Werde mir demnächst erstmal ein paar Kondensatoren besorgen und dann mal ausprobieren.
Die Schaltung möge zwar funktionieren, ist aber Unsinn.
Egal welches Stromsystem, es muss ein Brückengleichrichter her. A: Um bei Fahrtrichtungsumkehr auch zu leuchten, und B: Um nicht die Betriebsspannung durch Halbwellensperrung zu halbieren! (Digitalbetrieb)
Nächste Frage: Was soll der Unsinn, den Elko über den Vorwiderstand der LEDs zu laden? Damit dauert der Ladevorgang nur unnötig lange. Der Elko gehört an Masse und zwischen Gleichrichter und Vorwiderstand angeschlossen.
Falls es dein Grundgedanke gewesen sein sollte, das Digitalstromsystem vor Überstromauslösung im Einschaltmoment durch das gleichzeitige laden aller Elkos im System zu schützen, so müsste der Elko einen eigenen Ladewiderstand mit paralleler Diode erhalten.
ZitatDeine Lösung ist für Gleichstrom geeignet. Für Wechselstrom oder Digital empfehle ich dir:
Das ist nicht stimmig:
1. Wie sollen die LEDs denn leuchten, wenn sich bei DC die Spannung umkehrt? Weiter sind die LEDs gefährdet, weil jetzt die Versogungsspannung in Sperrrichtung anstatt in Durchflussrichtung anliegt. Die LEDs können durchschlagen und sind dann hin.
2. Damit sich der Ladeelko nicht über den Widerstand zurück zum Fahrgerät entladen kann, werden auch bei Gleichstrom Dioden benötigt. Wegen der Polungsumkehr muss es jetzt sogar eine Brückengleichrichtung sein.
Hallo BJA
DC ist nicht gleich DC. Ich bin von einem simplen DC-Netzteil ausgegangen. Wenn aber DC als Bahnstrom gemeint ist (und das wäre es ja), ist dein Einwand natürlich voll berechtigt.
da hängst Du dich aber weit aus dem Fenster ... und schreibst ...
Gerade bei Wechselstrom, und dazu gehört auch Digitale Fahrspannung, funktioniert die Schaltung mit Halbwellengleichrichtung.
Das Argument der Spannungsreduktion ist falsch, wenn ein Ladeelko vorhanden ist, da der sich immer auf den Spitzenwert auflädt. Es sei denn, es gibt einen Vorwiderstand.
ZitatNächste Frage: Was soll der Unsinn, den Elko über den Vorwiderstand der LEDs zu laden? Damit dauert der Ladevorgang nur unnötig lange. Der Elko gehört an Masse und zwischen Gleichrichter und Vorwiderstand angeschlossen.
Der Widerstand dient der Reduzierung des Ladestrom-Stoßes des Elkos.
Noch besser wäre es, den Vorwiderstand aufzuteilen in einen relativ niederohmigen zur Strombegrenzung des Elkos und den Vorwiderstand für die LED Kette.
Wenn ich geahnt hätte, was hier so an netten Antworten kommt, dann hätte ich das gleich eingearbeitet.
Was die Schaltung nicht kann, genauso wenig wie die mit Brückengleichrichter, ist eine Richtungserkennung.
Um die geht es aber hier auch nicht, sondern um eine Wagenbeleuchtung und die braucht zumindest bei mir keine Richtung
Sollte eine Richtung erkannt werden, was nur mit Gleichstrom aber nicht mit Wechselstrom funktioniert, würden 2 solcher Ketten benötigt mit umgekehrter Polung der Diode, Laedelkos und der LEDs.
[ Editiert von BJA am 07.10.12 21:25 ]
Viele Grüße Bernhard ------------------------------------------------ Spurweite: H0 und N, Epoche +/- IIIb, DB, SBB, BLS, ÖBB, SNCF, FS, ESU ECoS I + II, ESU-Programmer, ESU-Prüfstand, Roco-Multimaus, Digital 2-Leiter, Decoder: ESU, Lenz, D&H, Zimo, Märklin, Sounddecoder, TrainController 8 Gold, Wintrack 15 ...
das die Schaltung nicht funktioniert, habe ich nie behauptet. Ich habe aber behauptet, das es Unsinn ist, auf eine Brückengleichrichtung, und somit auf die zweite Halbwelle zu verzichten.
So wie du diese Schaltung dort aufgezeichnet hast, funktioniert sie wahrscheinlich nur Grenzwertig, da bei drei in Reihe geschalteten weißen LEDs die gemeinsame Flussspannung mit der durch Halbwellengleichrichtung erreichbahren Effektivspannung nahezu gleich ist.
ZitatDas Argument der Spannungsreduktion ist falsch, wenn ein Ladeelko vorhanden ist, da der sich immer auf den Spitzenwert auflädt. Es sei denn, es gibt einen Vorwiderstand.
Den hast du aber eingezeichnet, und dieser ist als gleichzeitiger Vorwiderstand für die LEDs auch recht hoch. Fakt ist doch, das ein Elko bei niedrigem Ladewiderstand schneller läd, als mit hohem. Und je schneller der elko geladen ist, desto höher ist die Effektivspannung, da er sich ja dank fehlender 2ter Halbwelle wieder entläd.
Das der Elko die Spannung auf nahezu Vss anhebt, ist nämlich Unsinn, wegen der gleichzeitigen Entladung. Das gleiche Beispiel ist es, das es immer wieder Leute gibt, die sagen, "Der Sprittverbrauch bei der Überquerung der Bergkette war so hoch, weils ständig Bergauf ging." Das das Benzin beim runter rollen wieder gespart wird, vergessen die meisten.
Weiterhin hast du bei deiner Schaltung mit Halbwellenbetrieb das Problem der wechselnden Effektivspannung, da sich die Impulslänge des Digitalsignals bei jedem Befehl ändert. Zwar nur margial, aber sie ändert sich.
ZitatWas die Schaltung nicht kann, genauso wenig wie die mit Brückengleichrichter, ist eine Richtungserkennung.
Im digitalem Halbwellenbetrieb geb ich dir Recht. (Sorry) Ich hab den ganzen Text nicht gelesen, und bin daher erstmal vom Analogbetrieb ausgegangen.
Mein Tipp: Der Schaltplan, der im ersten Post an zweiter stelle steht...nur mit Brückengleichrichter.
ZitatDer Widerstand dient der Reduzierung des Ladestrom-Stoßes des Elkos.
Noch besser wäre es, den Vorwiderstand aufzuteilen in einen relativ niederohmigen zur Strombegrenzung des Elkos und den Vorwiderstand für die LED Kette.
ZitatFalls es dein Grundgedanke gewesen sein sollte, das Digitalstromsystem vor Überstromauslösung im Einschaltmoment durch das gleichzeitige laden aller Elkos im System zu schützen, so müsste der Elko einen eigenen Ladewiderstand mit paralleler Diode erhalten.
ZitatGepostet von DRG-ler Stimmt...ist im Eifer untergegangen...
So gehörts eigentlich richtig...
An den beiden Ausgängen dann die Last in Form von LEDs mit Vorwiderstand. Oberer anschluss ist Plus.
noch mal eine Nachfrage: kann die Brücke aus normalen Dioden bestehen oder besser aus schnellen? wieviel watt muß der Widerstand schlucken? Und die einzelnem Diode - eine Schottky nehme ich an - wieviel Spannung und wieviel Strom muß die aushalten?
Einzelne Dioden vom Typ 1N4148 sollten in den meisten Fällen ausreichen. Damit kannst du LEDs die zusammen ca. 100mA verbrauchen und auch den Kondensator mit 150 Ohm Widerstand speisen.
Ne Schottky-Diode ist richtig, um den Spannungsabfall so gering wie möglich zu halten. Welche Diode hängt im einzelnen vom Stromverbrauch ab, und sollte ggf. vorher berechnet werden.
Du kannst den Brückengleichrichter auch aus einzelnen Dioden aufbauen. Das nimmt sich nix. Ich hab nur immer fertige Brücken genommen, da sie in SMD-Bauweise erheblich weniger Platz beanspruchen.
Ne Alternative wäre auch, ne Brücke aus zwei Schottky-Doppeldioden aufzubauen. Ne passende SMD-Version (bis 200mA/290mW) wäre die BAT43A / -C / -S. Mit 3 mm × 1,75 mm × 1,3 mm im Sot23-Gehäuse pro Doppeldiode kommen da auch gestandene Brückengleichrichter selten mit.
ZitatGepostet von DRG-ler Ne Schottky-Diode ist richtig, um den Spannungsabfall so gering wie möglich zu halten. Welche Diode hängt im einzelnen vom Stromverbrauch ab, und sollte ggf. vorher berechnet werden.
ok, das wäre dann das Licht für meine Personenwagen. Aber wie groß muß die Schottkydiode (als Entladediode) dimensioniert sein, wenn ich einen großen Kondensator samt Ladewiderstand in die Lok einbauen möchte? Spannungsfestigkeit so wie der Kondensator (um die 35 V) und welche Stromfestigkeit? so das was der Motor nimmt (bzw der Decoder abgibt bevor er abraucht), so 1-2 A? Oder ist das eher unkritisch?
ZitatGepostet von DRG-ler Ne Schottky-Diode ist richtig, um den Spannungsabfall so gering wie möglich zu halten.
In der Theorie schon richtig. Aber: Die Spannungsschwankungen (bis zu 3V) auf der Anlage sind üblicherweise grösser als die 0.4V Differenz zwischen Schottky und nicht Schottky. Wirklich gut spannungsstabilisierte Booster sind selten.
Für eine Beleuchtung halte ich deshalb Schottky-Dioden schlicht verschwendung.
Anders hingegen, wenn damit ein Lokmotor angetrieben werden soll. Und das weniger wegen der verringerten Spannung, als viel mehr wegen der dadurch verringerten Verlustleistung, die über der Diode verbraten wird (bis zu 1W bei normaler Diode, <0.5W bei Schottky).
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Frage zu Kondensator für Wageninnenbeleuchtung
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07.10.2012 15:19
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