LED i serie, på 230Vac (fast likriktat), möjligt?

[Berner]

230Vac +5% -10% är de tillåtna variationerna på nätspänningen = 210Vac-240Vac vilket ger 290Vdc till 340Vdc efter likriktning.

Problemet med att ligga så nära är att små spänningsvariationer på enstaka procent gör att strömmen varierar kraftigt.

Jag skulle inte acceptera att strömmen är 400% högre vid högsta tillåtna nätspänning än lägsta tillåtna.

Om spänningen ligger inom 230V +-5% så är det "bara" 100% högre ström vid 240V än 220V.

Skulle en liten spole på dc delen av kretsen motverka strömspikarna? Så vitt jag kommer ihåg så försöker ju en spole motverka alla förändringar i matarspänning/ström som den utsätts för, det som jag kan tänka mig vara dåligt med en sådan är väl när man stänger av strömmen till kretsen, jag har för mig att jag hört att spolar kan ge en enorm puls in i systemet vid sådana tillfällen.

[Berner]

Där ser man att minska antalet leds ger bättre stabilitet _väldigt_ snabbt... (Jag hade för mig 140st var kravet men ser nu att det var från någon annans post). Kan man gå ner lite till, till typ 120st får man ju ännu bättre stabilitet. Det exakta antalet är väl kanske inte viktigt?

Jag hade planerat att bara ha 100 st lysdioder med 2,8V per LED. Dom klarar spänningar upp till 3,4V per LED så 340V plus vad resistorn tar är vad kretsen klara under en spik, det skulle dock bli ganska ljust under en kort period, ljusstyrkan per LED skulle gå upp med ca 2000mcd. 100 LED med sammanlagd ljusstyrka på 600 Candela, jämfört med 400 Candela normalt (nu har jag säkert missanvänt enheten candela, men det får vara som det vill).

Ursäkta Berner om jag fick dig att köpa brygga med högre PIV än nödvändigt.

Ingen fara, den nya kretsen var ca 3 kronor billigare och samtidigt mer robust.

[Mindmapper]

Problemen med de spänningsvariationer som kimmen pratar om är att de till största del är långsamma och då hjälper inte en induktans.

För transienter skulle en bättre åtgärd vara en till kondensator efter resistorn.

Edit:
Resistorn som begränsar strömmen till dioderna begränsar också transienter så situationen när det gäller transienter är inte så alvarlig. Speciellt när det också sitter en kondensator efter bryggan som kämpar emot snabba förändringar av spänningen och begränsar transienterna.

Vad som är det stora problemet är att om du beräknar för 280V DC över dioderna och en spänning efter likriktning som är ca 325V DC. Medans i verkligheten så kan spänningen variera från 290VDC till 340VDC.

Räknar du då på en ström 20mA så blir resistorn 2250ohm, välj 2k2ohm. Effekten som utveklas i resistorn är då 0,9W.

Räknar du på 340VDC blir strömmen ca 27mA och effekten i resistorn ca 1,6W.

Räknar du på 290VDC blir strömmen ca 4,5mA och effekten i resistorn ca 0,045W.

Det är en enorm skillnad i ström och effekt mellan högsta och lägsta spänning.

Naturligtvis är det inget man vill sälja då ljusstyrkan kommer att variera mycket mellan olika hus. Att strömmen som värst blir 27mA kommer att försämra livslängden på LED'en. Blir det avbrott i en så kommer alla att slockna. Effektutveklingen på 1,6W i resistorn är inte bra heller.

Ändrar du från 100 till 96 dioder får du ca 267V över dioderna. (Osäkert också då spridningen i tillverkningsdata kan förekomma.)

2700ohm ger då 21mA vid 325V effekt i resistor blir då ca 1,2W

340VDC ger ca 27mA och ca 2W.

290VDC ger ca 8,5mA och ca 0,2W.

Skulle du gå ner ytterliggare i antal dioder blir balansen mellan ström vid låg/hög spänning bättre. Skulle du lägga dig på 2st slingor med 50 LED i varje skulle du få bra balans i ström men effekten i resistorerna skulle bli jobbig i och med att värmen som skapas blir ganska stor, ca 3,7W i varje.

Då börjar det bli dags att krångla till det med reaktiva spänningsdelare för att minska värmeutvecklingen.

Vad du kan göra i mindre skala är att se hur mycket ljusstyrkan varierar vid de olika strömmarna. Det behöver du inte koppla upp alla 100 dioder för att se.

[Berner]

Alltså hur långsamt snackar vi här, typ ett par sekunder, minuter, timmar eller vadå?

Om det bara gäller att spänningen och strömmen sjunker under en kort period, dvs ett par sekunder så skulle jag inte bry mig så stort men om lamporna slutar fungerar i några minuter så behövs det något som fixar situationen.

LED:erna och motståndet kommer tillsammans dra ca 6,5W vid 325V, kan man lagra nog med energi för att överkomma en lågspänningssituation i t.ex. en bank med elektrolytkondensatorer. Det kanske bara går att lagra någon joule men om spänningsfallet bara existerar under en tiondels sekund så räcker ju det.

[Mindmapper]

Det är väl mest dygnsvariationer. Dvs beror på när det är mycket eller lite förbrukning i nätet. Det beror också på var du bor, en som bor nära en transformator har högre spänning än dom som bor långt ifrån.

Kolla hur ljuset från dina LED varierar med olika strömmar så ser du vad du har att vänta. Du hade väl mätt upp en rätt stabil spänning där hemma om jag inte min fel.

Edit: De spänningsvariationer som är nämnda är inom de gränser som spänningen får variera. Det betyder inte att du har de variationerna där hemma.

[psynoise]

Enligt mina uträkningar kan du ha 134 stycken lysdioder i serie och få en strömvariation på +-50% innom alla gränser för nätspänningen. Koppla upp en diod och testa lite strömmar så kan du specifiera i vilket område strömmen får variera i.

[Mindmapper]

138 * 2,8V = 375,2V

138 * 2V = 276V

vilket ger en viss skillnad (att tänka på spänning istället för antal)

[psynoise]

Sant, man får hålla spänningsfallet över lysdioder under Vd= 267 V då.

Hur mycket kan spänningsfallet över varje lysdiod variera för olika exemplar?

[Berner]

Spänningsfallet över lysdioden beror ju på vad man matar den med, jag misstänker att om jag kopplar 100 stycken i serie så kommer spänningen falla med i genomsnitt 2,8V per LED, precis som det står i specen för dessa LED:er, det är alltså om jag också har den där 2,2kohm resistorn i kretsen, annars skulle det nog bli 3,25V per LED.

[psynoise]

Så är det inte, en diod är så olinjärt motstånd som det kan bli.


http://en.wikipedia.org/wiki/Diode

[Walle]

Precis. Kopplar man en diod med framspänningsfall på 2 Volt i serie med en resistor så spelar det ingen roll om man matar kretsen med 3, 30 eller 300 volt. Spänningsfallet över dioden är alltid 2 Volt. I fallet med 3 Volts matning så hamnar 1 V över motståndet. I fallet med 300 V matning så hamnar 298 V över motståndet.

[Berner]

Aaah, nu fattar jag för första gången VARFÖR man skall ha ett motstånd i serie med en LED. Jag visste att man skulle göra så, men jag har aldrig hört eller läst om varför det skall göras.

[jesse]

Just det!

Alltså får du den här strömmen genom en eller flera lysdioder i serie med en resistor:

I = (U - Uled*n)/R

U=spänningskällan, Uled=spänning över lysdioden då den lyser. n=antal lysdioder.
Visserligen varierar Uled i verkligheten med hur stor ström det går genom dioden, men det är ofta så marginellt att man kan bortse från den variationen. Är man osäker på hur stor Uled är vid en viss ström så är det bara att koppla upp med lämpligt motstånd och sedan mäta spänningen över dioden och spänningen över motståndet (för att kunna räkna ut strömmen).

Sätt in lite olika värden i formeln så ser du att om Uled*n börjar bli väldigt nära U så ändras strömmen kraftigt om U skulle variera bara litegrann.

[Berner]

Så ju kraftigare motstånd jag har i kretsen desto bättre klarar den spänningsvariationer, men det ger ju då också en allt sämre effektivitet, om inte man kan se IR strålning då.

EDIT: Undrar om man skulle kunna använda en fotodiod/resistor tillsammans med en transistor för att koppla bort de sista 10 (eller hur många det nu krävs) LED:erna om strömmen faller så att LED:erna inte ger ifrån sig något ljus.

[Mindmapper]

Dessto kraftigare motstånd desto bättre klaras högre effekt.
Ordet kraftigare kan misstolkas. Mera korrekt är att skriva "högre resistans".

Sedan borde man kanske vända på resonemanget och säga att ju mer spänning du har över resistorn i förhållande till spänningen över dioderna dessto bättre klarar den spänningsvariationer. Vilket också leder till sämre effektivitet om förhållandet blir för stort. Det är bara så, man får inget gratis, allt har sitt pris till sist. Det är bara du som vet vilka krav du har, dvs det är du som sätter kvaliten.

Det går alltid att sätta in saker som förbättrar egenskaper frågan är bara om man vill krångla till det. Vill du så gör det. Annars är det många som har givit dig tips och goda råd titta tillbaka i dessa och se om inte några av dessa kan vara användbara. Men du verkar ha låst dig till att du ska använda exakt 100st. LED.

Vilka LED det är kan vara roligt att veta för att kunna leta reda på mera data om dom.