Få en lysdiod tänd med 48VAC eller 230VAC

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
E Kafeman
Inlägg: 3238
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Få en lysdiod tänd med 48VAC eller 230VAC

Inlägg av E Kafeman »

Spänningsdubblingen kräver ett visst mått av självbygge men det är åtminstone inte behäftat med allvarliga konstruktions-fel såsom att överstiga max tillåten break down spänning med en faktor 10-20 ggr.
Spänningsdubblingen ger fortsatt goda transient-egenskaper och ger glimlampan konsekvent och tillförlitlig funktion.
Kretsen har således god driftsäkerhet.
Vad gäller elsäkerhet så har driftselektrikern ett delegerat ansvar vad som gäller vid aktuella arbetsplatsen.

CE-märkning krävs för att få sälja produkten inom EES, men misstänker att TS inte avser starta serieproduktion.
Användarvisningsbild
prototypen
Inlägg: 11072
Blev medlem: 6 augusti 2006, 13:25:04
Ort: umeå

Re: Få en lysdiod tänd med 48VAC eller 230VAC

Inlägg av prototypen »

Vad händer om PTC ansluter spänningsdubblarkopplingen till 230 VAC?
Spänningsdubblarkopplingen innehåller glättningskondensatorer, glimlampan drar ytterst lite ström och kommer lysa lite efter att signalen stängts av. Ett visst mått av laborerande av bleedermotstånd kan behövas.
Vad menas att ”överskrida maximal tillåten breakdown spänning med 10-20 gånger”. Vilken komponent?
Varför är vi tillbaka på självbygge då det tidigare bara tilläts färdiga moduler.

Enligt mitt schema och man antar att lysdioden tål 200 mA transient ström så är transienttåligheten 8,8 kV. Med annan lysdiod eller koppling kan vi få annan tålighet.

VDR motståndet kommer dämpa de mesta av transienter och den som är byxis sätter dit säkringen.

Protte, nybörjare med 41 år inom yrket.
78E67EA6-471B-4EC2-B745-F3E8C072D34F.jpeg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
E Kafeman
Inlägg: 3238
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Få en lysdiod tänd med 48VAC eller 230VAC

Inlägg av E Kafeman »

>Vad händer om PTC ansluter spänningsdubblarkopplingen till 230 VAC?
Ja då gör han inte som jag skrev: "lägger glimlampans förkopplingsmotstånd först i kedjan".
Angåend ljus-fördröjningen förstår du nog inte den. Spänningsdubblingen ger en viss fördröjning då det går åt två växelspänningsperioder för att bygga upp tänd-spänningen samt lite moms pga RC fasfördröjningen och det blir ungefär samma fördröjning vid släckning+moms då glimlampan uppvisar en liten hysteres så den lyser ett litet ögonblick efter att spänningen börjar sjunka under tändspänning. Det finns obetydlig ackumulerad överspänning som kan hålla glimlampan tänd längre tid. Såväl tändning som släckning sker med ca 50-100mS fördröjng.
En bra detalj med kopplingen är att det blir ömsesidiga effekter där t.ex. glimlampan indirekt som skyddar kondensatorerna mot transienter.

>Vad menas att ”överskrida maximal tillåten breakdown spänning med 10-20 gånger”. Vilken komponent?
Det var svar på de som ville lägga motstånd i serie med lysdiod. Du åkte med i förbifarten som en av dom. Ursäkta för det. Generellt så antas en lysdiod ha drygt 5 Volt breakdown-spänning vilken den kommer få med råge om led+motstånd utgör hela kretsen som drivs av 230Vac vilket gör att lysdiod+motstånd kan få 320V peak baklänges. Somliga dioder tål i stort mycket liten backström innan de går sönder, andra tål men degenereras som lysdiod.
För motståndet är det inte mycket bättre. De utsätts redan för spänning över dess spec och redan vid måttliga transienter kommer standard 200Volts motstånd definitiv hälsa hem och bli kortslutna och ta med sej lysdioden och kortslutnings-strömmen kommer mata på tills någon av dom ger sej.

Apropå CE certifiering och därtill hörande standarder, är att man nog sällan för att driva en lysdiod från ett testuttag lägger en MOV så att den riskerar absorbera stora energier från testobjektet tills säkringen hinner bryta och man då står med ett icke indikerande instrument, vilket kan förleda den som testar att tro att det är spänningslöst när inget indikeras fast det kanske är tvärs om, hög spänning och massa transienter som slagit ut instrumentets funktion. Är nog inte stor chans att få något sådant godkänt.

Om du nu verkligen varit med i så många år inom designer-yrket, hur har dina designer lyckats bli CE och IEC-EN 61010-1 certifierade?
För de som inte vet, IEC-EN 61010-1 med mer specifikt understandard IEC 61010-031 är den grupp där allt från testmejslar till multimetrar sorterar under när det gäller användar och funktions-säkerhet och med krav på särskild risk-analys sedan 2-3 år och från arbetarskydds-synpunkt har vi eventuellt VDE 0680-6 att ta hänsyn till.

Om man bygger för eget bruk så spelar det naturligtvis ingen roll, var och en bestämmer själv vilken spänning man tål och vilken person och funktions-säkerhet som man behöver.

Ditt schema är kanske helt ok för personligt bruk men har aldrig sett något sådant i en kommersiell produkt och då har jag ändå sett en hel del.
Att driva lysdioden som i ditt schema via motstånd är ineffektivt, lysdioden tillförs 15mW och kringkretsar förbrukar 1W vilket ger en effektivitet på under 2%.
Det går utan vidare komma upp i över 80% effektivitet om man driver lysdioden på mer effektivt sätt (kondensator) vilket du säkert vet om du räknat något på det. Värmeförlusten sjunker då med en faktor 40.

Det handlar inte om effektiviteten i sej, att det kostar mer att driva en lampa vars ström reduceras mha motstånd. Problemet är mera att dålig effektivitet ger större värmeförluster som kostar design för att säkerställa att det inte blir problem genom krav på mer ventilation, punktera höljes vatttäthet och/eller kräver värmetåligt närfält och komponenter som ska tåla effekt blir oftast både fysiskt större och kostar mera.
Det blir dyrt och onödigt stort vilket kan bli än mer fördyrande om man t.ex. ska bygga en indikatorlampa med behövd elektronik integrerad i mindre lampsockel och som eventuellt även ska hysa en säkring som medför en onödig nivå av osäkerhet i funktionen och säkringen kräver på något vis indikering och utbytbarhet. Ska det ske enligt regelboken så blir det inte heller någon standard finsäkring för 50 öre utan måste klara bryta rätt stor transient-energi vid 800 eller om det var 850 Volt för VDE. Det har inget direkt med CAT att göra som också fokuserar mycket på säkringskrav vid överspänningar.

Det är som sagt ingen som designar kommersiella produkter på ditt sätt, oavsett om de hållit på i 40 år gör man inte på det viset. Prova att reverse engineera en Schneider LED-knapp XB5 t.ex. Samma med bilighetsvarianter av XB5 från Kina, de är inte lika gediget designade som en Schneider/Telemecanique men de använder inte resistorer för att reducera strömmen. De Kina-versioner jag sett kör med dubbla lysdioder som är kopplade motriktade varandra parallellt så att de skyddar varandra och därmed även kan drivas direkt på växelspänningen, något som du också kunnat nyttja och då blivit av med en likriktar-brygga.

För att visa de som inte riktigt vet vad det som populärt kallas på "kapacitiv dropper" är och hur den schemamässigt ersätter effekt-motstånd bifogas ett schema där 80% av värmen är den som skapas av lysdioderna i ett schema där man matar lite större effekt till lysdioderna, typ mindre lampa på ca 0,3W.
Övriga komponenter avger obetydligt med värme. R1+R2 laddar ur kondensatorn så att det inte ger oavsiktliga stötar från evt. mätprobar som blivit uppladdade och C1 sätter strömmen. C2 och R3 har bägge med transient-skydd att göra och R3 ska vara motstånd av massa-typ för att tåla korta pulsenergier men inget särskilt krav på spänningstålighet. R4 minskar lysdiods-flimmer något.

Det är små värmeförluster men effektfaktorn är dålig. Nu spelar det ingen roll med effektfaktorn för dessa små effekter men det går att komma till rätta med mha av ytterligare två dioder om man absolut skulle vilja. Ytterligare ett motstånd och en zenerdiod är vanligt om man ytterligare vill förbättra transient-egenskaperna men det används främst där man vill ha än mindre flimmer från lysdioderna, då man med zenerdioden kan få det godkänt att använda lågvolts elektrolyt för C2 i stället för keramisk kondensator. Utan zenerdioden, om det skulle bli avbrott i en lysdiod, kan en lågspännings elektrolyt sprida otrevligheter bland annan elektronik då den kan bli uppladdad till 320 Volt om varken zenerdiod eller lysdioderna begränsar spänningen. Att använda 400Volt elyt för att stabilisera lysdiods-spänning på några volt är allt för slösaktigt med både pengar och storlek så det gör man inte. En keramisk kondensator kan också gå sönder men stänker sällan kemikalier kring sej vid överspänning som en elektrolyt eller riskerar gå fullt så varm. Oftast är det inre gasbldning som orsakar ett relativt stillsamt avbrott.
dd4.jpg
I denna krets kan man inte ersätta likritarbryggan med hälften motriktade dioder då det sänker transient-tåligheten som fås via C2 som bromsar snabba stigningar en aning innan lysdioderna märker något. I slutänden så är det R3 som får elda upp överskotts-energin från transienter.
Det finns saker att förbättra på schemat men det är ett random valt från nätet, inget som jag ritat.
Som kuriosa, det finns de som förbättrar effektiviteten ytterligare genom att ersätta dioderna i likriktarbryggan med lysdioder. Det fungerar utmärkt och tror Schneider har ett sådan variant, där lysdiods-knappen är belyst av 8 små lysdioder, mindre än 0402, varav 4 lysdioder är likriktare till övriga fyra lysdioder.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar