Stromversorgung Weihnachtsbeleuchtung

[joeto]

Hallo, ich habe folgendes Problem:
Auf der Garage liegt ein Solarmodul, daran ein Regler und Akku,12V. Daran möchte ich eine 31V Lichterkette Über einen Stepup-Wandler anschließen. Leider hat die Lichterkette antiparallel geschaltete LED's, wegen irgendwelcher Effekte. Das bedeutet ich brauche eigentlich eine Wechselspannung von etwas mehr als 50Hz . Ich baue zwar elektronische Schaltungen nach, habe aber von der Theorie nicht viel Ahnung. Deswegen geht meine Frage hier in die Runde, geht sowas ohne großen Aufwand ? In meinem frührentnerischen Leichtsinn dachte ich da an 555 und 4 Mosfet.

[Multi-kv]

Hallo,
es gibt so LED-Streifen die mit 12 V DC betrieben werden. Sind typischerweise 3 oder 5 m lang und laufen mit 4 oder 5 A (bei voller Leistung). Die gibt es auch in wasserdichter Ausführung für Außen. Kosten liegen so bei 5 - 20 Eur, je nach Qualität und Verkäufer (ebay China ist meist am günstigsten). Dann sparst Du dir den ganzen Aufwand mit step-up-Wandler oder Wechselrichter.
Einen WR selbst zu bauen ist sicher möglich und es gibt YT-Videos dazu, aber mit einem 555 und 4 Mosfets ist es wohl nicht ganz getan

[McGaiver]

Hallo,

Schau dir mal den IRS2453 an!

https://www.infineon.com/dgdl/Infineon- ... 7ac42f2814

Sollte genau das sein, was du suchst

mfg
Chris

[Thunderbolt]

in der Leistungsklasse würde vermutlich auch ein CD4047, und zwei MOSFET-Treiber (z.B. MCP1407) gehen

FET-Treiber treiben dann direkt die LEDs, 3 ICs, Handvoll Hühnerfutter, fertig

Edit: gerade gesehen, dass der MCP nut 18V kann... Alternativ l298n oder zur not auch irgend 'n audio-verstärker IC hauptsache vollbrücken-ausgang, dann musst du nicht noch mit einzelnen FETs und bootstrapping oder sonstwas rumhantieren

[joeto]

Hallo,

Schau dir mal den IRS2453 an!

https://www.infineon.com/dgdl/Infineon- ... 7ac42f2814

Sollte genau das sein, was du suchst

mfg
Chris

Danke Chris das ist wirklich fast Perfekt. Allerdings beim zweiten Blick fiel mir auf das an den Bauelementen keine Werte angeschrieben sind. Ich habe kein Problem mit dem Nachbau von Schaltungen, aber wenns an das "Eingemachte" geht muss ich passen. Ich wäre dir sehr Dankbar, wenn du mich da unterstützen würdest.

Viele Grüße
Jörg

[McGaiver]

Hallo,

für Rt und Ct findest du ein Diagramm im Datenblatt.

mfg
Chris

[MaxZ]

Servus,

@McGaiver: Interessanter Chip, danke für den Tipp!

McGaiver war schneller mit den konkreten Werten, dachte mir allerdings, dass die Antwort hier trotzdem hilfreich sein kann.

Anbei der Schaltplan mit Beschriftung. Die Kürzel stehen für:

• Ct/Rt: C/R Timing
• Cs: C Supply
• Cb: C Bootstrap
• Rg: R Gate

Ct und Rt werden direkt im Datenblatt erklärt. Die waren zwar nicht beschriftet, die Pins mit denen sie verbunden sind allerdings schon.
Cs siehst du in sehr vielen Schaltplänen und Datenblätter. Gute Praxis ist einfach 100nF an die Versorgung von jedem Chip zu klatschen um kurzzeitige Stromspitzen - z.B. beim Schalten - abzufangen. Oft funktioniert es auch ohne; es ist halt ein Cent Artikel, der garantiert nicht schadet wenn er da ist, aber eventuell Probleme macht falls er fehlt. In diesem Fall sind die Anforderungen an Cs etwas höher; mehr dazu unten.

Im Datenblatt sehe ich keine Infos zu Cs, Cb und Rg. Mutmaßlich weil IR nen Haufen anderer Gatetreiber Chips hat, in deren Datenblättern und Application Notes die Bestimmung ausführlich erklärt wird. Insbesondere wäre da das Dokument AN-978, welches eigentlich alles zu diesem Typ von Gatetreiber erklärt.
Um die wichtigsten Punkte zusammenzufassen:

• Cb stellt die Energie zur Verfügung um die Gates der MOSFETs zu laden. Entsprechend muss er groß genug sein um ausreichend Energie zu liefern. Weiterhin muss er möglichst niederohmig über einen breiteren Frequenzbereich sein (Rechtecksignal halt). Empfohlen sind min. 0,47uF und min. 1 low-ESR Kondensator. Nimmst du 100nF Keramik + 1uF Keramik oder Folienkondensator, das sollte für das allermeiste passen. In deinem konkreten Fall dürfte 1uF alleine schon reichen, da du wohl kaum mehr als ein paar kHz Schaltfrequenz und keine hohen Anforderungen ans Gatesignal haben wirst.
• Cs wiederum muss groß genug sein um Cb zu versorgen. Empfohlen werden min. 10x Cb. Da du Cb zwei Mal hast, ergibt das also min. 24uF. Mehr schadet allerdings nicht. Auch hier wieder am besten mehr als einen Kondensator nehmen. Z.B. 100nF Keramik für kurze Transienten plus 2x 22uF Elko für den Rest.
• Rg begrenzt den Strom beim Umschalten des MOSFETs. Zu viel Strom gibt unliebsame Effekte, zu wenig bedeutet langsameres Schalten, womit die Verluste steigen. Das Dokument oben empfiehlt 10-20 Ohm.
• Was im gezeigten Schaltplan nicht steht, aber sinnvoll ist, ist eine Diode antiparallel zu Rg. Bedeutet, Kathode Richtung IR2453, Anode Richtung MOSFET. Generische Schottky oder Fast Recovery Diode passt. Standardtyp ist 1N5819.
• Mir ist noch nicht ganz klar, ob die Bootstrap Diode integriert ist oder nicht. Die Diode ist z.B. in dem verlinkten Dokument in Figur 5A und 5B zu sehen. Selbst wenn sie integriert sein sollte, sehe ich nicht wie es schaden könnte, einfach eine hinzuzufügen. Von VCC / +15V jeweils eine Diode nach VB1 und VB2. Muss ne schnelle Diode sein und die volle Spannung sperren können, die die MOSFETs sehen. Also gleiche Sperrspannung wie die MOSFETs. STTH102 wär ein Beispiel

Viele Grüße,
Max

[axonf]

Hallo und einen schönen guten Morgen, daß wäre ja mal eine super einfache Vollbrückensteuerung, doch zu schön um wahr zu sein. Ich bin ja eher ein Fan des Gegentaktwandlers mir Parallelspeisung mit Mittelanzapfung, weil der funktioniert immer. Aber so ein Sinus Wechselrichter mit ner Gegentakt Vollbrücke wäre an sich auch ein schönes Projekt, es muss halt eben immer auch zu deiner Last passen, wichtig wäre ja auch die Induktivität vor der Brücke und nach der Gleichrichtung. Viele Grüße von axonf.

[axonf]

Hallo und einen schönen guten Abend, hallo joeto so recht habe ich die ganze Wechselrichter Problematik nicht verstanden, ist eben auch Neuland für mich. Zuerst brauche ich ja mal ne höhere DC Spannung, im Falle der Netzspannung bräuchte ich 325 V , macht man wohl mit nem DC DC Wandler, als zweite Komponente brauche ich einen Vollbrücken Wechselrichter der mir so annähernd einen 50 Hz Sinus macht. Das geht warscheinlich auch mit einem einfachen Aufbau, um einen richtigen Sinus zu erhalten brauche ich schon ne PWM mit entsprechenden Filtern, Drosseln und Kondensatoren. Das wäre sozusagen ein reiner Sinus Wechselrichter, den oben genannten wäre dann ein einfacher Rechteck Wechselrichter wo ich ne Glühlampe betreiben kann. Warum man das ganze für einen LED Streifen braucht, habe ich noch nicht kapiert. Viele Grüße von axonf.

[Alexander470815]

Das geht warscheinlich auch mit einem einfachen Aufbau, um einen richtigen Sinus zu erhalten brauche ich schon ne PWM mit entsprechenden Filtern, Drosseln und Kondensatoren.

Schau dir mal das Datenblatt von einem EG8010 an der macht genau sowas.

Warum man das ganze für einen LED Streifen braucht, habe ich noch nicht kapiert.

Weil die LED Kette eben für Betrieb am Netz mit Wechselstrom war.

[axonf]

Hallo und einen schönen Guten Abend, hallo Alexander herzlichen Dank noch für deine Erklärung, da stand ich wirklich mal wieder auf nen Schlauch. Ich habe gerade mal nachgelesen, wenn man ne Reihe mit LED s mit Vorwiderstand an AC hängt, ist diese dunkler weil nur die positive Halbwellen durch die Dioden gehen. Deshalb ist wohl die andere Hälfte der LED s antiparallel geschaltet, um auch die negative Halbwelle zu gebrauchen. Ist schon erstaunlich das die LEDs dies auch mitmachen. Viele Grüße von axonf.

[axonf]

Hallo und einen schönen Sonntagmorgen, ich habe gerade ne 230 V LED ausgetauscht, war nur sehr schwach an und hat fürchterlich nach Elektronik Muffel gerochen. Habe das gute Stück gleich aufgesägt, da ist wirklich nicht viel drin. Vor gut 10 Jahren waren die Teile moch richtig schwer und hatten einen Kühlkörper am Hals. Mit welchen Bauteilen könnte ich eigentlich das Substrat direkt an DC hängen. Viele grüße von axonf.