Ist eine Schwingungspaketsteuerung (Nulldurchgangsschalter) zur Dimmung für Beleuchtung (230V-Halogenlampen) geeignet?
Druckbare Version
Ist eine Schwingungspaketsteuerung (Nulldurchgangsschalter) zur Dimmung für Beleuchtung (230V-Halogenlampen) geeignet?
Klare Antwort : jain.
Es kommt auf die Trägheit der Lampe an. Ist die Lampe träge genug, um auch während der Nuldurchgänge der Netzwechselspannung noch genügend "nachzuglühen", dann könnte es eventuell gehen.
Bei Lampen, die nicht träge genug sind, würde eine Schwingungspaketsteuerung das Licht noch mehr flackern lassen, als es das mit 50hZ Netzfrequenz eh schon tut.
Ich würde Dir eine Phasenanschnitt- oder Phasenabschnittsteuerung empfehlen, wie sie in einem handelsüblichen Dimmer drinne ist.
Ein Nulldurchgangsschalter hat nicht unbedingt etwas mit Schwingungspaketsteuerung zu tun, obwohl da auch im Nulldurchgang geschaltet wird (werden sollte).
Florian
hmm, muss ich mal testen wie träge die lampen sind.
sind je drei 500W Bauscheinwerfer, sprich 1500W da würde mir eine Phasenanschnitt- oder Phasenabschnittsteuerung doch jede Menge oberwellen ins netz haun.
und ich hab auch keinen triac sondern nur einen thyristor zur verfügung. den hab ich mir von nem alten netzteil ausgebaut. der hält 20A aus (geiles teil, schon schön aufm kühlblech montiert)
Ich glaube etwas trägeres als Halogenlampen gibt's kaum. Die brauchen ja 10s zum ausglühen.
Fas hört sich gut an. Man ich hoffe das alte Akkuladegrät wo ich den Thyristor ausgebaut habe is noch nicht am Bauhauf gelandet, denn da war noch ein passender Gleichrichter drinnen, wo ich mir dachte den Brauch ich nicht ausbauen. Und das Gehäuse wäre auch optimal, mit kleinen Umbauten.Zitat:
Zitat von avion23
Ich weiss nicht, ob ein Thyristor so geeignet für Lichtsteuerungen ist. Da er den Strom nur in eine Richtung durch lässt, würdest Du damit eine Halbwelle "verschenken", weshalb die Lampe nur mit halber Helligkeit leuchtet.
Thyristoren sind eher für Schweissgeräte mit gesteuertem Gleichrichter oder eben Ladegeräte gedacht.
Ausserdem halte ich eine Schwingungspaketsteuerung für etwas aufwändiger als eine Phasenanschnittsteuerung. Da reicht es nicht, die Zündspannung aus der Wechselspannung abzuleiten, sondern man muss auch noch zusehen, das nach einer bestimmten Zeit dafür sorgen, das der Leistungshalbleiter nicht mehr angesteuert wird.
Das man sich ne menge Oberwellen mit einem Phasenanschnitt auf's Netz holt, stimmt schon, aber da sind eh schon genug drauf, durch Schaltnetzteile und Ähnliches. Da fällt es nicht mehr auf, wenn da noch einige durch einen Dimmer drauf kommen. ;-)
[Edith]:
Fällt mir grade noch ein: Wenn der Thyristor aus nem Ladegerät stammt, kann der überhaupt 230V Steuern?
Florian
Plan im Anhang
Ja der Thyristor ist für 600V/20A ausgelegt.
Hallo!
Man kann einen Thyristor mit einem Brückengleichrichter zum Triac machen, wenn man ca. 1,5V Spannungsabfall auf den Dioden ins Kauf nimmt.
MfG
Siehe Schaltplan in oberen PostZitat:
Zitat von PICture
Jetzt ist halt noch meine Frage wie kann ich mit einem Timer 555 die Ansteuerung machen, und mit dem 555 ein REchtecksignal mit varialen Dutycycle erzeugen?
Siehe: http://www.domnick-elektronik.de/elek555.htm unter "Der 555 erzeugt PWM-Signal".
MfG
Hmm, sieht gut aus die Schaltung. Weiß jemand, welche Frequenz die Schaltung hat, bzw. kann mir es wer simulieren??
Das kannst du selber ungefähr berechnen laut der Formel, die auf der Seite ganz oben ist: T = 1,8 * R * C, wenn du als R die Hälfte vom Poti (47k / 2 = 24k) nimmst.
Die Frequenz ist F = 1 / T
MfG
Hmm, ca 250 Hz, ist nicht grad wenig, wenn ich damit die Netzfrequenz steuern soll
Na ja, du mußt die Werte von P1 und/oder C1 für dein Bedarf ändern.
Hab aber nur 10k und 100R Potis
Dann nimm den 10k und berechne den C1 für 5k.
MfG
Ich glaub es würde mit 10k und 3µF funktionieren. Kommt ca. auf die 50 Hz hin. Oder soll ich lieber die Frequenz kleiner machen als die Netzfrequenz?
Kann ich statt der BAT41 auch eine BAT43 verwenden??
Beim Schwingungspaketsteuerung muss die Frequenz so vielfach kleiner sein, in wieviel Netzperioden (10ms) der Thyristor gesteuert werden soll.
Beispielweise bei der o.g. Schaltung mit PWM von 5% bis 95%, wenn die 5% eine Steuereinheit (und gleich die Auflösung) seien sollte, werden 20 Netzperioden benötigt, was einer Zeit T = 20 * 10 ms = 200 ms (F = 5 Hz) entspricht.
Du kannst die BAT43 verwenden.
MfG
Ok ist verständlich. Kann die Frequenz auch kleiner als 5 Hz sein, damit ich eine höhere Auflösung erziele?
Ich habe den Thread bis jetzt mitverfolgt. Was ich nicht verstehe ist die synchronisation des NE555 mit der Netzfrequenz. Selbst wenn da 50Hz herauskommen werden die mit Sicherheit nicht im Nullpunkt eingeschaltet und dadurch hat man wieder Oberwellen. Was habe ich übersehen oder nicht verstanden?
der Thyristor muss nicht mit einem Impuls gesteuert werden, sondern kann z.B. auch 2s angesteuert bleiben. Dadurch entsteht ein definiertes Wellenpaket von etwa 2s. So und jetzt kommts! Egal wann der Ansteuerimpuls erfolgt, z.B. beim positiven Scheitelwert der Wechselspannung, der Transistor wird eine Zündung verhindern. Erst beim nächsten Nulldurchgang (wenn der Transistor wieder sperrt) wir der Thyristor "nachgetriggert". Vielleicht hilft Dir die angehängte Grafik weiter, den Sinn des Transistors zu verstehen.
Bild hier
@ TheHawk
Natürlich, du kannst es machen um die Auflösung zu erhöhen. Bei der NE555 Schaltung sind aber die ersten und letzten 5% nicht nutzbar, dazwischen kann man die Auflösung nutzen. Es ist möglich die unnutzbare Bereiche zu verringern durch verkleinern des R1 und anwenden von Ge Dioden. Um 100% nutzen zu können muss man leider ein bischen kompliziertere Schaltung verwenden.
MfG
Gut ich glaub weniger als 5% brauchen wir im Fotostudio eh nicht. Wie groß müsste R1 sein bzw. welche Dioden müsst ich verwenden? Hast du zufällig den Link zu solch einer Schaltung wo ich die vollen 100% Ausnutzen kann?
Der kleinste R1 müßte im Datenblatt des NE555 angegeben sein, ist aber nicht, dass heißt, er darf theoretisch 0, aber praktisch um 100 Ohm sein und die Germanium Dioden (AAxxx).
Es ist sehr einfach: ein Multivibrator der einen festen Impuls für 100 % generiert und ein Monoflop der von dem Multivibrator ausgelöst wird und ein Impuls von ein paar ms (<10) bis zur Periode des Multivibrators erzeugt. In dem Fall wird eine Regulation von 1% bis 100% möglich. Ich kenne kein Link und kann Dir leider nur eine Schaltung aus meinem Kopf skizzieren. Das kann man auch mit zwei NE555 (z.B. NE556=2xNE555 in einem Gehäuse) aufbauen. Übrigens als Multivibrator kann die bisherige Schaltung mit zwei Widerständen, ohne R1, Poti und Dioden verwendet werden.
MfG
Hi TheHawk!
Möchtest du es mit 2xNE555 oder mit einem digitalem IC realisieren? Wird es mit einem Potenziometer gesteuert?
Mit welcher Spannung wird es versorgt?
Das mit dem Optokoppler machen wir am Ende, wenn die Steuerung schon bekannt ist.
Was meinst du mit einem digitalen IC? Ja soll über ein 10K Poti gesteuert werden.
Ich meine z.B. die C-MOS Familie 4000, aber sehe ich gerade, dass es dann 2 ICs nötig wären, dann lieber mit 2xNE555 (1xNE556).
Was für eine Versorgungsspannung für die Steuerung soll ich annehmen?
Weil ich in kürze in die Arbeit muß, melde ich mich wieder erst morgen.
MfG
Lieber einen NE556.
U soll von einer Batterie kommen. Wahrscheinlich eine 4,5V oder 9V Zelle, oder wenn nötig kann ich auch eine 12V Zelle hernehmen, die is aber ziemlich klein und wird wohl nicht gerade ne Menge an I liefern
Hallo Hawk,
danke für die ausführliche Beschreibung. Ich werde mir deinen Thread archivieren und bei Bedarf nachbauen :)
Wegen deiner Frage zu den Widerständen und Dioden:
http://williamson-labs.com/555-tutorial.htm Rechts auf dem zweiten Bild.
Was hältst du von einem Kondensatornetzteil statt der 9V Zelle?
O.K. Du kannst sich das noch bis morgen überlegen. Ich skizziere morgen die Schaltung und Du kannst danach alles sowieso selber berechnen, da die Frequenz auf die Trägheit der Lampen angepasst werden muß.
Bis morgen!
MfG
Kondensatornetzteil?? Noch nie davon gehört *googlengeh*
Hi Hawk!
Ein Kondensatornetzteil eignet sich für deine Anwendung nicht, da es immer galvanisch mit der Netzspannung verbunden ist und die geplante Verwendung vom Optokoppler zur Trennung der Steuerung vom Netz zu nichte macht.
Aus dem Schaltplan "Schwingungspaketsteuerung.png" nehme ich an, dass der Thyristor (sein genauer Typ ist bisher unbekannt) mit ca. 10 mA gezündet werden kann (5 V / 470 Ohm). Ich würde vorschlagen den Thyristor nur mit Impulsen zu zünden, so dass der Transistor nicht fast die ganze Zeit die 10 mA kurzschließen wird. Dann kann die + 5V Steuerspannung für den Thyristor mit einem Kondensatornetzteil erzeugt werden.
Im Code habe ich die Steuerung mit NE556 skizziert. Beim R1=R2=RA kann die generierte durch die linke Hälfte des NE556 (Multivibrator) Frequenz laut Datenblatt als F=1/2R1C1 berechnet werden.
Die Impulsdauer der rechten Hälfte des NE556 (Monoflop) ist laut Datenblatt gleich T=1,1(P+R3)C3. Aus der Applikationen des NE556 ist der minimale Wert für R3=2k. Um max/min der Impulsdauer zu verbessern (mit 10k ist es nur 5) müsste man z.B. ca. 200k Poti verwenden um P/R3=200k/2k=100, also Auflösung 1% zu erreichen.
MfGCode:VCC
+
|
+---+
| |
| .-.
+->| |P
VCC | |
+ '-'
| |
.-. .-.
R1| | VCC R3| |
| | + | |
'-' |14 '-'
| 1.-----. VCC |12,13.-----.
+----| | + +-----| |
| | | | | | |
.-. | | .-. --- C3 | |
R2| | | | R4 | | --- | |-----> Steuerimpuls
| | | | 10k| | | | |
'-' | | '-' === | |
| 2,6| |5 || | GND 8| |
+----| |--||-+----------| |
| '-----' ||C2 '-----'
C1--- |7 10n
--- ===
| GND
=== NE556
GND
Wow, das nenn ich mal ASCII-Art :shock:
Das einzige was auf dem Thyrisotr aufgedruckt war ist: KP20A/600V
Mehr nicht.
Hmm, mal schaun, vielleicht bestell ich ein größeres Poti.
Also das mit dem 470R zum zünden ist die Frage ob das funktioniert, ich find ja nicht mal ein Datenblatt zu dem Thyristor. Sollte ich vielleicht noch einen Diac (Thyristor-Diode) [stimmt so??] hinzuschalten?
Hi TheHawk!
Ein Diac hat bei der Art von Steuerung kein Sinn und ist nur für Phasenanschnitt- oder Phasenabschnittsteuerung nutzlich. Falls du keine Daten für den Thyristor hast, ist es nicht schlimm, man muss einfach ein bißchen experimentieren um den nötigen Zündstrom zu ermitteln.
Ich werde darüber nachdenken und skizziere dir eine Steuerung für den Thyristor zum Experimentieren.
Wenn der Thyristor mit kurzen Impulsen aus einem Elko gezündet wird, kann mann trotz ziemlich großen Stromimpulsen, den durchschnittlichen Strom niedrig halten, da der Elko sich in den Pausen zwischen Zündimpulsen mit kleinerem Strom wieder aufladen kann, weil er dafür mehr Zeit hat. Das kann man für 100% Last ausprobieren und danach nur um die Schwingungspaketsteuerung ergänzen.
Der Optokoppler wird dann die Steuerimpulse (aus der bereits skizzierter Schaltung, die ich weiter kurz Paketsteuerung nennen werde) an die Thyristorsteuerung, die ich noch zufüge, übertragen.
Da die gesamte Schaltung sowieso direkt ans Netz angeschlossen wird, kann man zur Versorgung der Paketsteuerung anstatt einer Batterie z.B. ein Steckernetzteil anwenden.
Übrigens alle meine Skizzen sind erstellt mit AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de
MfG
Hi TheHawk!
Ich habe schon die Paketsteuerung skizziert, aber bevor ich sie poste, möchte ich gerne wissen welche Messinstrumente (Multimeter, Oszilloskop u.s.w.) du hast, um sie entsprechend zu beschreiben.
MfG
die ganze Sache mit der Schwingungspaketsteuerung scheitert an der nicht vorhandenen Löschmöglichkeit eines Thyristors. Er kann gezündet werden aber nicht gelöscht. Der Thyristor geht nur aus, wenn der zu haltenden Stroms ein Limit unterschreitet. Das passiert z.B. beim Nulldurchgang der Netzspannung. Deshalb schaltet die Phasenanschnittsteuerung erst bei einer bestimmten Zeitverzögerung ab Nulldurchgang EIN und nicht AUS.
Aus geht der Thyristor nur bei einer Phase von 0° oder 180° (näherungsweise).
Wenn eine Schwingungspaketsteuerung, die nicht netzsynchron läuft, funktionieren soll, benötigt man spezielle Löschschaltungen. Der Aufwand gegenüber einer Phasenanschnittsteuerung ist aber groß
In dem Tread handelt sich um netzsynchrone Steuerung, die den Thyristor mit Brückengleichrichter immer beim Nulldurchgang der Netzspannung zündet. Somit sperrt er von alleine bei nächstem Nulldurchgang, wenn kein Strom mehr durch ihn fließt und nicht mehr gezündet wird.
Im Code kann man sich anschauen wie kompliziert die Steuerung ist. Die R1,R2 und R4 sind noch nicht berechnet wegen nicht bekanten Daten des Thyristors, die mit der Schaltung ermittelt werden sollen.
MfGCode:Netz Steuerimpuls aus NE556 bzw. µC
A A
| 230V | V
| 50Hz | |
| | |
| D5 D6| |
+->|-+-|<-+ +----------------------------+ |
| | | | ca. +5V gegen VGD | |
| | | | ___ v | |
| +----|---+-|___|--+---+---+-----+ | |
| | | | | | | |
| Halo- / \ R1 | | | .-. .-. .-.
| gen ( X ) | | | R3| | | |R4 | |R6
| Lampen \ / | | | 4k7| | | | | |
| | | | | '-' '-' '-'
| | | | \| | | |
| D1 D2| R2 | | T1 |---+-----|----+ Opto |
+->|-+-|<-+ | | <| | | .-|------|-.
| | | ___ | | | \| | | | | |
| Th | +--|------|___|-|---|---+ T2 |---+ | \| | |
| V/ | | | <| | | | <- V |
| - | |+ | | .-. | <| - |
| D3 | D4| C1 === z ZD | R5| | | | | |
+-|<-+->|-+ 470µ /-\ A 5V1 | 10k| | '-|------|-'
| | | | '-' | |
| | | | | | ===
+-----------------+---+---------+-----+----+ GND
|
===
VGD
Ist das nur um die Daten des Thyristors herauszufinden, oder ist das schon die Paketsteuerung auf Lastseite?
Tja, ein Multimeter hab ich daheim und in der Lehrwerkstatt hab ich auch Zugriff auf ein Oszilloskop. Das wär kein Problem, das ich da mal ein bisschen in der Firma für mich selbst mache.
Hi TheHawk!
Es ist eigentlich die komplette Paketsteuerung der Lastseite die sowohl fürs Experimentieren als auch danach benutzt wird.
Ich möchte keinem, der mit der Schaltung experimentieren will, Angst machen, muß aber ausdrücklich sagen, dass DIE SCHALTUNG DIREKT MIT DER 230V NETZSPANNUNG VERBUNDEN IST und DARF NUR BEI VOLLSTÄNDIGER TRENNUNG VOM NETZ (durch z.B. zweipoliger Schalter in handelsüblicher Kabelverlängerung) IN KONTAKT MIT MENSCHLICHEM KÖRPER TRETEN.
Der Multimeter reicht aus, da durch direkte Verbindung der Schaltung mit dem Netz, kann ein normaler Oszilloskop, bei dem das Gehäuse und Massenanschluß mit dem Schutzleiter verbunden ist, nur durch ein Trenntrafo an die Schaltung angeschlossen werden. Sonst ensteht ein permanenter Kurzschluß und AFI wird sofort die Netzspannung abschalten.
Wenn nötig, werde ich spätestens am Wochenende eine ausführliche Beschreibung zur Ermittlung der o.g. Bauteilen posten. Bis dahin kann ich aber alle Fragen beantworten. Wahrscheinlich ist es besser so, als meine (manchmal nur für mich selber verständliche) Beschreibung.
Funktionen der o.g. Bauteilen, allgemein:
R2 -> begrenzt der Zündstrom des Thyristors und festlegt den R1, durch den, der C1 sich zwischen zwei nachfolgenden Zündimpulsen wieder voll auf die ca. 5V aufladen soll.
R4 -> zusammen mit R5 (Spannungsteiler) definiert den Wert der Netzspannung, bei der, der Nulldurchgang-Zündimpuls den Thyristor schon zünden kann. Je größer der R4 ist um so breiter (um den Nulldurchgang) der Zündimpuls ist und die Zündung bei höherer Spannung auf dem Thyristor erfolgt.
Für R1 und R4 muß unbedingt die Verlustleistung berechnet werden und damit sie nicht zu heiß werden, sollten Widerstände mit zweifacher Leistung angewendet werden.
Die Richtwerte: R2=470 Ohm, R1=10k und R4=330k
In der danach benutzter Schaltung sollen die ermittelte Werte mit ca. 50% Reserve (kleiner/grösser) eingebaut werden.
MfG