LED mit Minischaltung an 230V

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

waschi
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Mo, 10.08.09, 09:27

Soll ein Steckdoseneinbau mit einer LED als Nachtlicht in eine UP-Steckdose werden.
Da sie immer leuchtet soll dies möglichst verlustfrei sein.

Conrad ist mir zu groß.

Wer weis was
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O.Mueller
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Mo, 10.08.09, 09:36

Die Dinger gibts doch inzwischen überall, oder willst Du das selbst bauen ? So richtig verstehe ich die Frage nicht.
waschi
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Mo, 10.08.09, 09:57

Die Unterputzsteckdose wird von oben angebohrt und eine LED eingeklebt.
Nun soll diese dauern leuchten und direkt mit 230V betrieben werden. Aber möglichst kleiner-stromsparender Schaltung.
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O.Mueller
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Mo, 10.08.09, 10:14

Es gibt Netzteile welche in die Standard-Unterputzdosen passen, 12V liefern und wenn Du dann z.B. ne 12V LED-Schraube https://www.leds.de/c27/LED_Produkte/LED_Schrauben.html reinsetzt ist das Ganze ne Sache von vermutlich gerade mal 10 Minuten. Das halte ich für die einfachste Lösung.
waschi
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Mo, 10.08.09, 10:21

alles zu groß.
Stelle mir eine Low Trop LED vor.
Schaltung mit R und Kondensator?? und Diode????
waschi
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Mo, 10.08.09, 10:44

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Fightclub
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Mo, 10.08.09, 11:22

solche Schaltungen auf so engem Raum und das (anscheinend) ohne jegliche Erfahrung ist in meinen Augen, so hart es auch klingt, schon fast fahrlässig. Du kannst ja mal überlegen was dich billiger kommt: Eine fertige Steckdose, die vorgeschlagene Lösung von Olaf oder eine abgebrannte Wohnung, bei der die Versicherung nicht haftet, weil deine Schaltung den Brand verursacht hat.
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Mo, 10.08.09, 11:43

Also ich wär da auch vorsichtig, wofür ein Risiko eingehen wenn doch Buch-Jaeger so ne hübsche Lösung dafür hat ? Klar lassen die sich das sicher gut bezahlen, ist aber auch ne gute Firma und liefert bestimmt Qualität. Ich kenne ansonsten auch nur die Standard-Lösungen mit so nem Teil was in die Steckdose kommt, Nachtlicht halt. Was besonderes war schon immer auch etwas teurer.
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Mo, 10.08.09, 12:04

Auch wenn ich das ähnlich sehe wie Fightclub:
Das einfachste und sicherste, aber vom Wirkungsgrad nicht optimale ist es, direkt an die LED einen Gleichrichter zu setzen (KEINEN Vorwiderstand), der muss dann auch bloß 10V aushalten können, z.B. aus 4x 1N4148 zusammengebaut und vor das ganze dann 33 kOhm / 2 Watt oder 100 kOhm / 1 Watt. Die Variante mit 100 kOhm würde minimal üver 0,5 Watt benötigen, Glimmlampen liegen i.d.R. bei 0,4 Watt --- trotz dass das meiste der 0,5W am Widerstand verbraten wird, wird eine LED heller als eine Glimmlampe sein --- zu empfehlen ist eine Superflux mit 150...160 lm/W.

100 kOhm entsrpechen einem Strom von durchschnittlich 2,3 mA, bei einer 20-mA-LED wären das mindestens 10, eher 15% der normalen Helligkeit (bei unterbestromung steigt der Wirkungsgrad von LEDs). Wer es heller möche, kann einfach mehrere LEDs in Reihe schalten. So bei 1-10 LEDs muss man nicht wirklich den Vorwiderstand anpassen.

Ich selbst habe allerdings eine Lampe mit 72 LEDs in Reihe gebaut, da ist ein darauf abgestimmter Widerstand schon notwendig, wenn man die volle Helligleit nutzen will.
Zuletzt geändert von CRI 93+ / Ra 93+ am Mo, 10.08.09, 17:04, insgesamt 1-mal geändert.
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Mo, 10.08.09, 15:16

Da CRI 93+ / Ra 93+ jetzt doch die direkte Bastelei an 230V angeschnitten hat, möchte ich auch nochmal was vorschlagen:
Kondensator als Blindwiderstand nutzen.
Dann benötigt man nur einen Widerstand von etwa 1kohm, um die Einschaltspitze gering zu halten.
Kondensator allerdings hochwertig auslegen, damit er nicht mal durchschlägt. Einen selbstheilenden Folienkondi z.B...

An der LED reicht auch eine antiparallel geschaltete 1N 4148, allerdings flackerts dann mit 50Hz, was aus dem Augenwinkel schon auffallen könnte
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Mo, 10.08.09, 17:00

Wenn Kondensator, dann MUSS es einer mit X2-Zulassung sein!!! (Es steht dann auch X2 drauf) dennoch können nach vielen Jahrzehnten u.U. auch diese mal versagen (=durchschlagen) und dann brennt der Widerstand sofort auf. Bei einem Kondensator ohne X2 ist es nur eine Frage von Tagen oder Wochen, bis er nur noch einen Kurzschluss darstellt und der Widerstand in Flammen aufgeht.
IMHO ist man auch mit X2-Kondensator nur sicher (auch nach Jahrzehnten oder Jahrhunderten noch), wenn man einen ausreichend dimensionierten Zementwiderstand + eine 50 mA-Feinsicherung benutzt.

Eine Antiparallele Diode frisst 50% der Helligkeit sinnlos weg und außerdem flimmert es dann mit 50 Hz, was man schon SEHR SEHR deutlich wahrnimmt. 100 Hz nimmt man nur wahr, wenn man das Auge schnell am Licht vorbei bewegt. (Und natürlich unbewusst in Form von Ermüdungerscheinungen)

Das nächste Problem ist, dass bei 1k + Kondensator der Einschaltstrom bis zu 325+325 (Kondensator geladen, LED ausgeschaltet und in ungänstigem Moment wieder eingeschaltet, so dass 325V vom Kondensator + 325 V vom Netz in Reihe geschaltet sind) --- das macht dann 650 V/1000 Ohm = 650 mA ---- hier haben wir einen Grund, weshalb viele billige LED-Keuctmittel nur sehr wenige Schaltvorgänge vertragen.

Man kann das abfangen, indem ein Elko parallel zur LED geschaltet wird, 100 µF sollte der aber mindestens haben. Der flimmert auch das flimmern weg, Ein Brückengleichrichter ist dann allerdings ein Muss, eine antiparalle Diode geht nicht mehr.

Man sieht, es gibt so einiges zu beachten und so eine zusätzliche gefahren (ungeeigneter und damit BRANdgefährlicher Kondensator) und ruck zuck hat man zig mal so viele Bauteile, wie erwartet.

Wenn bei der LED ein Bonddraht reist, wird der Elko unzlässig hoch aufgeladen und trocknet aus oder platz u.U. sogar irgendwann, aber das ist noch das ungefährlichste, was passieren kann.

Deshalb: KISS. Siehe 2 Beiträge weiter oben.
waschi
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Mo, 10.08.09, 17:20

Danke für die Tipps für Schaltungen.

Werde dies mal vorsichtig angehen. Bin aber am zweifeln, ob die Schaltung nicht zu groß wird.
Werde mal "Conrad" probieren und Schaltung verkleinern.

Dachte schon gibt nur Sicherheits und Rechtstipps.
Werde aber auch da Berichten wenn die Betonkellerwand brennt und auf den Steinzeugboden abtropft.
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Beatbuzzer
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Mo, 10.08.09, 17:26

Also ich setzte eine solche Schaltung seit einem jahr in einer Badezimmerlampe ein.
Diese Leuchtmittel bestehen aus 0,88µF Kondensator (4mal 0,22µF), einem 220ohm Widerstand, einem Brückengleichrichter und 3Chip Superflux LEDs.
Parallel zu den Kondensatoren sitzt noch ein 470kohm Entlade-Widerstand, damit die Potentialdifferenz im Einschaltmoment nur max. 325V betragen kann.
Täglich sind zwei Schaltvorgänge drin, aber es leuchtet immernoch:
10082009519.jpg
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Mo, 10.08.09, 17:48

Wenn das keine X2-Kondensatoren sein sollten, hast Du einen Brandsatz mit Zufalls-Zeitzünder. Wobei der Widerstand im innern vermutlich abfackelt und damit den Sauerstoff für ein Weiterbrennen gleich verbraucht und damit erlischt.
Dennoch: Du solltes die Kondensatoren prüfen und ggf. tauschen.
Und um die Lebensdauer drastisch zu verlängern hilft wie gesagt ein Elko. Der 470k-Widerstand hilft bei schnellem An-/aus auch nicht, aber der ist dennoch notwendig (hatte ich vergessen zu erwähnen), da man ohne ihn einen gewischt bekommt, wenn man die Kontakte der ausgeschrauben Lampe berührt.
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So, 23.08.09, 00:31

hallo leute, hab mal wieder reingeschaut und grade etwas zeit.^^
led 230v 02.JPG
vorteil:einfachste variante nachteile 50Hz flimmern, beim herrausnehmen könnte man beim berühren beider kontakte einen leichten schlagbekommen und das teil fallen lassen (gefährlich ist das nicht), die led verschleißt relativ schnell wenn der wiederstand zu klein ist(2jahre). der widerstandswert kann leicht ausgerechnet werden.
grundlage ist der impulsspitzenstrom (einmalig) findet man meistens im datenblatt: 230V x1,1 x 1,414 x2 : Ipulsemax=Rv . achtung: der impulsspitzenstrom ist fast unabhängig von der kondensatorgröße! der kondensator sollte unbedingt für mindestens 250V~ ausgelegt werden, besser 400V~. der weiter oben angesprochene parallelwiderstand zum C1 ist nicht zwingend notwendig(verschlechtert geringfügig den wirkungsgrad) 1Mohm genügt notfalls auch. die diode kann irgend ein wald und wiesentyp aus der bastelkiste sein. der widerstand fungiert gleichzeitig als sicherung, am besten ein stück schrumpfschlauch drüberziehen. die verlustleistung spielt hier eigentlich keine rolle, wichtiger ist die (überschlags)spannungsfestigkeit. hier sind kohleschichtwiderstände ausnahmsweise besser geeignet als metallschicht oder keramiktypen, da sie früher durchbrennen. wer auf nummer sicher gehen will, schaltet zwei gleichgroße 1/20W widerstände in reihe und überzieht den schrumpfschlauch noch mit hitzebeständigem schlauch (silikon oder glasgewebe).
led 230v 02.JPG (6.7 KiB) 26576 mal betrachtet
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So, 23.08.09, 02:18

hier nun eine verbesserte schaltung, sie ist weitgehend sicher und zudem etwas effizienter. ein paar kurze erläuterungen dazu:
C1 kann in etwas weiteren bereichen variiert werden, schon mit 10nF leuchtet eine gute led schon recht hell.
der parallelwiderstand (R2) dazu ist hier eingezeichnet, da auch hier die spannungsfestigkeit die baugröße bestimmt, kommt hier nur ein widerstand entsprechender länge in frage, wie weiter oben schon angesprochen, kann die maximalspannung
230v x1,1 x1,414 x 2 = etwa 720V betragen, hier wäre dann eine reihenschaltung von 3 x333Kohm/ 1/20W von nöten oder man läßt ihn weg.^^
R1 hat wieder eine sicherungsfunktion, kann aber vom wert her viel kleiner ausfallen, da C2 viel größer ist als C1 und daher die impulsenergie auffangen kann. die spannungsfestigkeit sollte, auch wenn sie nur im falle des durchschlagens von C1 eine rolle spielt, beachtet werden (siehe oben).
die diodenbrücke kann aus wald und wiesen dioden zb. 1n4148, 1n4001 oder auch aus schottky dioden, einer miniatur brücke
oder anderen bestehen. hier hat man die qual der wahl ! hier will ich etwas genauer darauf eingehen, da für laien oder anfänger, dieses nicht so schnell zu verstehen ist. ist mein ziel effizienz, miniaturisierung und ist bei einem überschlag von C1 das "abrauchen" der restlichen teile egal, kann ich zb. smd schottky dioden verwenden, auch eine miniaturbrücke oder 4 x 1n4148 werden das kaum überleben, letztere sind aber ausgesprochen günstig im preis und der verlust verschmerzbar. sollte die led ein billiges teil sein und C2 ist mir auch egal, könnte auch die z-diode entfallen. bei verwendung von 1n4001 oder gar 1n5401 stirbt eben nur der rest. da meine led, bei entsprechender dimensionierung sogar eine powerled sein könnte, gilt es also, diese unbedingt zu schützen, kommen hier nur 4x 1n5406 oder ähnliches in frage. in diesem fall bekommt die led noch einen vorwiderstand und die z-diode ist ein 3W oder 5W typ. diese anordnung würde auch meinen C2 schützen. wer noch etwas mehr platz hat, könnte auch die ganze sache triggerfest machen, damit wäre dann sogar ein dimmer verwendbar, dazu später mehr.
C2 sollte auf jeden fall schaltfest und mit niedrigem esr sein, dies ist notwendig, da sehr steile impulsflanken entstehen können, bei induktiven lasten, wie motore sogar regelmäßig.
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luckylu1
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So, 23.08.09, 03:46

obwohl das eigentlich nun offtopic ist, noch diese schaltung, der vollständigkeit halber.
erst einmal, das ist keine sache mehr für anfänger. ohne ein oszilloskop dürfte hier kaum ein blumentopf zu gewinnen sein!
es sei denn, man ist mit der materie weitgehend vertraut und weiß was man tut. auch dann wird nur mit vielen berechnungen und langsamen empirischen optimierungen ein erfolg zu erzielen sein. diese anordnung ist also mehr zur anregung gedacht!
vorab noch ein paar bemerkungen. für dimmer ist im allgemeinen eine mindestlast erforderlich. je mehr leds in reihe geschaltet werden, desto eher kommt man in sicheres fahrwasser. C1 könnte bis auf 5µF vergrößert werden, das entspricht etwa 300mA ledstrom. eine ausnutzung der maximalleistung der leds wird also schwer bis unmöglich, will man nicht die kennlinien überschreiten. bei so großen kapazitäten ist der entladewiderstand von C1 pflicht. C2 sollte nun auch etwas spannungsfester sein und ein folienkondensator parallel ist sicherlich notwendig. die auswahl der z-diode ist auch nicht ganz einfach, der spannungsknick sollte möglichst ausgeprägt sein. für die graetzbrücke eignen sich nur schnelle dioden, zumindest bei triggerung. die spannungsfestigkeit der dioden liegt etwas über dem doppeltem der z-spannung und können bis etwa 45V
led betriebsspannung sogar schottky-dioden sein, allerdings wäre in diesem fall ein durchschlagen des kondensators C1 fatal, daher sollte dann auch ein hf tauglicher verwendet werden, das absichern mit hilfe eines varistors könnte das risiko an dieser stelle minimieren.
manch einer wird sich sicher fragen, wozu nun dieser riesenaufwand, wenn die schaltung gar nicht mehr so klein ist? nun, wer das richtig optimiert, der kann sich über einen wirkungsgrad von über 98% freuen und das sucht seinesgleichen.
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So, 23.08.09, 12:16

Bei allen Deinen Schaltungen muss C1 zwingend die X2-Kennzeichnung aufweisen, sonst darf er an dieser Stelle nicht eingesetzt werden. Beim Durchschlagen geht ja nicht nur der Rest kaputt, sondern sehr leicht auch in Flammen auf. Wenn das ganze nicht in einer Blechdose ist, brennt u.U. dann gleich die ganze Wohnung. Und ein Kondensator ohne X2-Einstufung WIRD irgendwann durchschlagen. Mit 5µF wird er auch schon extrem teuer.

Bei Verwendung eines Dimmers sollte man evtl. noch eine Induktivität hinzufügen (evtl. reicht aber auch die im Dimmer bereits integrierte) [ich gehe von Phasenanschnitt-Dimmer aus, was der Standardfall sein dürfte]. Ob man mit einem Dimmer und den permanenten extrem steilen flanken und damit hohen Ladeströmen noch auf 98% Wirkungsgrad kommen kann, wage ich doch stark zu bezweifeln. R1, C1 und C2 dürften da doch schon ganz erheblich warm werden, wenn man in Richtung High-Power-LED geht. Außerdem werden die Kondensatoren recht stark belastet. LOW-ESR-Elkos sind sicherlich sinnvoll.

Wer mal rumexperimentieren will, der kann sich das kostenlose LTSpice von Linear Technology runterladen und damit virtuell alles aufbauen und einschalten und sich die Ströme, Spannungen usw. wie auf einem Oszilloskop mit beliebig vielen Kanälen angucken.
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Mo, 24.08.09, 04:43

na, du kannst ja noch 20 mal die x2 kennzeichnung erwähnen.^^ noch mal zur wiederholung, der kohlewiderstand fungiert als sicherung, im normal betrieb wird da kaum etwas warm, sind ja nur ein paar milliwatt, beim überschlag von C1 brennt der augenblicklich durch, der silikon oder glasgewebeschlauch verhindert weiteres. die ladeelkos werden auch nur recht gering belastet, da sie ja auch nur geringfügig entladen werden.
dem esr ist wesentlich mehr aufmerksamkeit zu widmen, außer dem schon vorgeschlagenem foliekondensator könnte auch noch ein zweiter oder bei höherer leistung auch dritter elko parallelgeschaltet werden. für eine betrachtung zur prinzipiellen funktion einer schaltung mag ja ein testprogramm geeignet sein, eine schaltung funktionssicher aufzubauen steh auf einem ganz anderen blatt. will sagen, wo sicher draufsteht, muß ja sicher noch lange nicht drin sein.^^ die obere schaltung hab ich vor etwa 22jahren mal in 3facher ausführung zur anzeige einer drehstromspannung benutzt, alles gebrauchte wald und wiesen
teile. das ganze funktionierte etwa 3jahre, dann waren die leds hin und glommen nur noch sehr dunkel, andere probleme gab es nicht. die berechnung auf die maximale spitzenspannung, hatte ich oben ja schon beschrieben, nun können wir ja mal kontrollieren, wie hoch denn die belastung des 1kohm widerstandes währe. nehmen wir dazu die oberste schaltung.
ein durchschlagen des C1 wäre ja ein kurzschluß dessen also ermittelt man die dann am widerstand entstehende leistung, netzüberspannung von 10% wird berücksichtigt, der spannungsabfall, bei bis zu 5 dioden(leds) kann man auch getrost vernachlässigen. hier rechnet man mit dem effektivwert der netzwechselspannung 230V x 1,1 : 1000ohm= 0,253A leistung bestimmt sich zu 230V x 1,1 x 0,253A = 64W bei dieser leistung sind die kohleschichten der beiden0 widerstände , in sekundenbruchteilen durchgebrannt. zur sicherheit rechnet man nun noch das ganze mit 230V x 0,9 : 1000=0,207A ergibt eine leistung von 42,85W also auch in diesem fall brennen die widerstände in kürze durch. wer nun immer noch skeptisch ist, kann ja einen realtest mit zwei in reihe liegenden 500ohm 1/10W widerständen durchführen. bei einemC1 von 0,1µF
liegt der effektivstrom bei etwa 6mA bis 7mA (geschätzt) daraus ergibt sich die normale belastung des widerstandes zu I²xR, 0,007A² x 1000ohm= 49mW. diese leistung teilt sich ja noch auf 2 widerstände auf, da wird nichts warm. zum vergleich mal noch die belastung einer blauen led in dieser schaltung 3,3V x 0,007A = 23mW dieser wert gilt für eine brückenschaltung, hier erhält die led aber nur die hälfte davon also 11,5mW. einen solchen durchschlag würde eine 1n4148
und auch die led wahrscheinlich überleben (die helligkeit der led wird sicher etwas leiden). wer lust hat, kann das ja mal mit einer billigen led testen.
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Mo, 24.08.09, 05:17

noch mal zur wiederholung ...
Ist ja schon gut, wir glauben Dir auch so, dass Du uns Deine Schaltung erklären kannst.
du kannst ja noch 20 mal die x2 kennzeichnung erwähnen
Ich glaube, Du hast noch immer nicht kapiert, dass ein X2-Kondensator Spannungsspitzen bis 2,5kV auffängt.

Bei dem ganzen Aufwand verstehe ich sowieso nicht, warum Du nicht gleich eine netzbetriebene Konstantstromquelle nimmst. Der Preis dürfte ähnlich sein und sicherer ist es allemal als ein Kondensatornetzteil.

mfg Achim
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Mo, 24.08.09, 08:09

WENN der Winderstand in einem Silikonschlauch steckt, dann mag weiteres verhindert werden.
Steckt er da nicht drin, hat man zumindest für einige Sekunden ein Feuerchen am Widerstand, sobald der Kondensator durchschlägt.

Dass an dieser Stelle nur ein Kondensator mit X2-Einstufung/Kennzeichnung zulässig ist kann man scheinbar nicht oft genug wiederholen, wenn hier auch noch mutwillig nahegelegt wird, darauf zu verzichten. Von Silikon- oder Glasgewebeschlauch lese ich eben auch zum ersten Mal. Dennoch ist das so nicht üblich und nicht zulässig.

X2-Kondensator
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Sa, 23.06.12, 18:34

Perfekt luckylu! Super Beschreibung/Erklärung! :-)

Bin auch grad auf der Suche nach einer einfachen platzsparenden Schaltung zur Gewinnung einer 12-24V Steuerspannnung innerhalb einer 230V Schaltung zur Ansteuerung eines Zeitrelais ELTAKO EZ12AV-8..230V UC.
Mit 20kOhm Vorwiderstand und 24V Z-Diode komme ich auf ca. 5 mA, was ausreicht um einen BUV46 anzusteuern. Aber die Erwärmung des Widerstandes bei nur 5mA gefällt mir nicht. Und bissel mehr als 5mA wären evtl. auch nicht schlecht... Und da gab es ja noch was mit Kondensator...
Und irgendwann bin ich auf das Kondensatornetzteil gestoßen, was mir schon weit mehr zusagt. Und nun ist auch die Dimensionierung und der Sinn des R1 Vorwiderstandes etwas klarer. Bei früheren Bastelein hab ich den immer weggelassen... :-)

Danke!
Ronald
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Mo, 25.06.12, 09:02

Kohleschichtwiderstände können ein ganz schönes Feuerwerk machen, auch normale Metallschichtwiderstände haben manchmal einen langen Todeskampf. Es gibt aber auch Widerstände mit Sicherungswirkung, z.B. Serie BWF von Vitrohm. Die Industrie mag die, weil die ein Bauteil einsparen.

Es würde mich nicht wundern, wenn die Widerstände in dem Kondensatornetzteil der neuen Philips E14 / 4W - Leuchtmittel auch solche sind.
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Achim H
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Mo, 25.06.12, 11:09

Es würde mich nicht wundern, wenn die Widerstände in dem Kondensatornetzteil der neuen Philips E14 / 4W - Leuchtmittel auch solche sind.
Nein, die haben eine Sicherung (kaminrotes, rechteckiges Bauteil).
Den Schaltplan habe ich hier veröffentlicht: Re: Neue Tropfenlampe (E14) von Philips (330 Lumen). Aber den Fred kennst Du ja bereits.
Antenne
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Mo, 15.10.12, 16:48

Da habe ich mich doch glatt gleich mal angemeldet, um hier eine Frage zu stellen. Offenbar gibt es nämlich zu dem Thema des Threads neue Entwicklungen. Ich habe gerade eine Gembird PCW-MS2G
Überspannungsschutz/Master-Slave (USB) Steckdosenleiste aufgemacht, weil ich mir die Schaltung der Kontroll-LED's (rot, grün) ansehen wollte. Ich war vollkommen überrascht, haben die doch vom Äußeren her ganz "normale" 5mm LED über einen 1MOhm Widerstand direkt an 230V angeschlossen, ohne jedes weitere Bauteil. Gibt es inzwischen Ultra-Low-Current LED die für so eine Schaltung ausgelegt sind?? Eine normale würde ja schon die Sperrspannung nicht aufbringen. In Flussrichtung messe ich 1,8V bei der roten, bei der grünen scheint es noch mehr zu sein da das Multimeter nichts anzeigt beim Diodentest. In Sperrrichtung wird ebenfalls nichts angezeit, eine Antiparallel-Diode ist also nicht integriert. Beide LED leuchten schon vom Strom des Multimeters ausreichend hell und 1MOhm bei 230V sind ja schließlich auch bloß 0,23 mA. Der Widerstand ist winzig, höchstens 0,1W schätze ich. Wie haben die Chinesen das hinbekommen? Wenn man die entsprechenden Bauteile hätte, könnte man so manche Kontrollleuchte viel einfacher gestalten, z.B. auch als Ersatz von Glüh/Glimmlampen ect. an 230V...
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