aktive MOSFET-Gleichrichtung für LED-Beleuchtung

[raymund]

Auch hier heißt es:
VORSICHT: Der irf7404 verträgt laut Datenblatt Gate-Source-Spannungen bis 12 V. Wer mehr will, muss diesen Typ austauschen.

Ich habe die Transistoren auf eine Lochrasterkarte gelötet, da ich nichts besseres griffbereit hatte. Das ist nicht optimal, erfüllt aber seinen Zweck. Die Anschlüsse liegen eigentlich ziemlich günstig, so dass man den Gleichrichter mit geringem Aufwand einseitig auf kleiner Fläche (13 mm x 15 mm) unterbringen kann. Die Leiterbahnen muss man dann an vier Stellen auftrennen, Transistoren auflöten, noch drei Brücken rein, anschließen, fertig. Ich werd das mal skizzieren und hier noch irgendwo anhängen.

wrrdlbrrmpft

EDIT: Layout angehängt. Ich hoffe, dass man das so nachvollziehen kann.

Wo gibt es denn diese Dinger? Bzw. unter welchem Namen finde ich sie z.B. im Conrad-Katalog?

Danke und Gruß
Raymund

 

[wrrdlbrrmpft]

Wo gibt es denn diese Dinger? Bzw. unter welchem Namen finde ich sie z.B. im Conrad-Katalog?

Die Transistoren habe ich auch von Conrad. Im aktuellen Katalog findet man sie ab Seite 297.

wrrdlbrrmpft

 

[mwinte]

Man muss vorsichtig sein, dass keine Spannungsspitzen über 12 V auftreten. Das wird bei vier LEDs in Reihe schon problematisch. In diesem Fall müsste man den irf7404 durch einen anderen Transistor ersetzen, der eine höhere Gate-Source-Spannung verträgt oder eine Spannungsbegrenzung mit einbauen, aber das will man nicht wirklich. Also lieber einen anderen Transistor wählen.
Der irf7403 hält bis zu 20 V aus und bereitet wohl keine Schwierigkeiten.
Ansonsten sollte man das so übernehmen können.

Hi, danke für die Antwort. Natürlich habe ich noch ein paar Fragen:
Es reichen also 4 Stück IRF7403 ?
Wie sieht es bei deiner Schaltung mit flackern aus, bzw ab welcher Geschwindigkeit kann man mit gleichmäßigem (flackerfreiem) Licht rechnen?
Wie ist die erwartungsmäßige Lebensdauer von solchen Transistoren, halten die normalerweise ca so lange wie die LEDs, oder sind die bei diesem Einsatz nach einigen Stunden platt ?
( Ich habe von Elektronik keinen Schnall; ich kann einen einfachen Schaltplan lesen und zusammenbauen, das war es dann aber auch)

viele Grüße aus Wuppertal,
Martin Winterscheidt

 

[wrrdlbrrmpft]

Es reichen also 4 Stück IRF7403 ?

Also man benötigt zwei n-Kanal- und zwei p-Kanal-Typen. Der IRF7403 ist ein n-Kanal-Typ.
Nun sollte ich vielleicht ein paar Worte zur Funktionsweise loswerden:
Dazu betrachte man den Schaltplan in #10 in diesem Thread. Man findet zwei p-Kanal-Typen T1 und T2 und zwei n-Kanal T3 und T4. Die Transistoren haben drei Anschlüsse: Gate (links), Drain (oben) und Source. Zwischen Drain und Source liegt außerdem noch eine Reverse-Diode parallel zum Kanal.
Der Kanal, wo der Strom durchfließt geht von Source nach Drain oder umgekehrt. Strom kann in beide Richtungen fließen, wenn der Transistor aufgesteuert ist.
Aufsteuern kann man die Transistoren ganz einfach, indem man eine Spannung zwischen Gate und Source anlegt. Beim n-Kanal-Typ muss diese Spannung positiv, beim p-Kanal-Typ negativ sein. Ansonsten lassen die Transistoren keinen Strom durch.
In der Schaltung ganz oben sind die zwei Stränge für die Wechselspannungseinspeisung vom Dynamo. Nun betrachte man mal eine Halbwelle, wo zwischen oberem und unterem Strang eine positive Spannung anliegt.
Die Transistoren seien alle mal noch am Sperren. Nun fließt aber ab einer geringen Spannung schon ein Strom vom oberen Strang über die Reverse-Diode von T1 (Drain -> Source) weiter über die LEDs und über die Reverse-Diode von T3 (Source -> Drain) zum unteren Strang. Dadurch wird die Gate-Source-Spannung an T1 negativ und die an T3 positiv. Folglich steuern beide Transistoren auf. Die Reverse-Dioden werden überbrückt, der Strom kann jetzt voll über die Kanäle der beiden Transistoren fließen. Es muss keine Sperrschicht überwunden werden. Daher leiten die FETs praktisch genauso gut wie ein Stück Draht.
An T2 und T4 beträgt die Gate-Source-Spannung 0 V. Diese Transistoren sperren also.
Polt man die Spannung um, schalten ganz analog T2 und T4 durch. T1 und T3 sperren dann.
Damit ist die Gleichrichtung perfekt.

Wie sieht es bei deiner Schaltung mit flackern aus, bzw ab welcher Geschwindigkeit kann man mit gleichmäßigem (flackerfreiem) Licht rechnen?

Also das Flackern ist grob geschätzt oberhalb 10 km/h kaum noch wahrnehmbar. Meine endgültige Lampe ist noch nicht fertig. Meine derzeitige Planung sieht drei 2 W-LEDs vor, von denen die links außen bei niedrigen Geschwindigkeiten per Schalter überbrückt werden kann. An die mittlere werde ich vermutlich einen 1 F-Goldcap dranhängen. Die mittlere LED ist dann flackerfrei und gibt mindestens zwei Minuten Standlicht (bei voll geladenem Kondensator).

Wie ist die erwartungsmäßige Lebensdauer von solchen Transistoren

Da ist eigentlich nichts dran, was im normalen Betrieb kaputt gehen könnte. MOSFETs sind wegen des hohen Innenwiderstands sehr empfindlich gegen statische Entladung. Beim Einbau sollte man daher die Finger von den Kontakten lassen.
Und man muss darauf achten, dass im Betrieb die höchst zulässige Gate-Source-Spannung nicht überschritten wird, also nicht zu viele LEDs in Reihe schalten. Bei drei 2 W-LEDs macht das etwa 3*3,7 V=11,1 V bei 700 mA. Das bereitet dem IRF7404 noch keine Probleme. Die Grenze liegt hier, wie schon weiter oben geschrieben bei 12 V.
Ansonsten schätze ich, dass die Transistoren wesentlich länger halten als die LEDs.

wrrdlbrrmpft

 

[mwinte]

Also man benötigt zwei n-Kanal- und zwei p-Kanal-Typen. Der IRF7403 ist ein n-Kanal-Typ.

Danke für die Antwort.
das heißt, ich benötige 2 mal IRF7403 und 2 mal einen Transistor, der ähnliche Werte hat aber ein p-Kanal-Typ ist.
Da finde ich im Konrad-Katalog folgende zwei Typen: IRF7316 und IRF7406.
Welchen der Beiden würdest du für geeigneter halten?
Wie gesagt, habe ich von der Materie keine Ahnung, und die ganzen Zahlen auf der entsprechenden Seite im Katalog sagen mir überhaupt nichts.

viele Grüße aus Wuppertal,
Martin Winterscheidt

 

[wrrdlbrrmpft]

das heißt, ich benötige 2 mal IRF7403 und 2 mal einen Transistor, der ähnliche Werte hat aber ein p-Kanal-Typ ist.

Korrekt!

Da finde ich im Konrad-Katalog folgende zwei Typen: IRF7316 und IRF7406.
Welchen der Beiden würdest du für geeigneter halten?

Das sind schon mal zwei Volltreffer.
Der IRF7406 ist zwar etwas teurer, hat aber den Vorteil, dass du ihn eins zu eins gegen den IRF7404 austauschen kannst, falls du mein Layout übernehmen willst. Außerdem scheint die Kennlinie noch etwas günstiger zu sein als beim IRF7316. Und man hat mehr Anschlüsse, also insgesamt auch noch geringere Kontaktwiderstände. Der IRF7316 sollte aber prinzipell ebenfalls funktionieren.

@raymund: Der IRF7406 wäre wahrscheinlich auch was für dich: Im Datenblatt findet man "Absolute Maximum Ratings: V_{GS}=+- 20V" und die ersten beiden Grafiken auf Seite 3 zeigen den Spannungsverlust. Man erkennt, dass bei 25°C, -4,5 V Gate-Source-Spannung und etwa 2 A Stromstärke der Spannungsverlust etwa 0.1 V beträgt. Bei 700 mA ist das nochmal eine ganze Ecke weniger.

Damit sollte es also auch mit bis zu drei 5 W-LEDs bzw. bis zu fünf 1 W- oder 2 W-LEDs keine Probleme geben.

Es soll sich aber bitte keiner über mich beschweren, wenn da was nicht hinhaut. Probleme sehe ich zwar keine. Jedoch habe ich nur die 7403/7404-Variante getestet und für meine Zwecke als geeignet eingestuft.

wrrdlbrrmpft

 

[wrrdlbrrmpft]

Bevor jetzt jemand mit dem Nachbau beginnt, muss ich sagen, dass ich auf ein Problem gestoßen bin, das ich selber noch nicht verstanden habe. Ich werde das näher untersuchen und melde mich dann nochmal.

wrrdlbrrmpft

EDIT: Hat sich erledigt. Es lag an der Verkabelung meines Fahrrades. Wie fast alles an meinem Fahrrad hat auch diese in diesem Winter offenbar ziemlich gelitten.

NACHTRAG: @mwinte: Ich habe es so verstanden, dass du vier 1 W-Luxeons am SON betreiben willst.
Vertragen die LEDs das überhaupt? Ich könnte mir nämlich vorstellen, dass der SON versuchen wird, da noch mehr Strom als 350 mA durchzujagen.
Das wäre für die LEDs wohl ziemlich übel.

 

[mwinte]

NACHTRAG: @mwinte: Ich habe es so verstanden, dass du vier 1 W-Luxeons am SON betreiben willst.
Vertragen die LEDs das überhaupt? Ich könnte mir nämlich vorstellen, dass der SON versuchen wird, da noch mehr Strom als 350 mA durchzujagen.
Das wäre für die LEDs wohl ziemlich übel.

Hi wrrdlbrrmpft,
ich habe keine Ahnung, ob die LEDs das vertragen. Meine bisherige Lampe besteht aus zwei 1-Watt-Luxeons in Serie nach der Schaltung von Eberhard Haug ( http://www.led-treiber.de/html/dynamo-treiber.html ), dazu habe ich ein serienmäßiges DT Toplight plus drangehängt. Das Ganze funktioniert recht zufriedenstellend, aber ich habe halt Lust, was neues und natürlich besseres zu bauen, als das was ich momentan habe, und deine Schaltung finde ich nach deiner Beschreibung ganz interessant.

Zwei fragen noch: meinst du, man könnte das flackern mit ein oder zwei Puffer-Elkos etwas dämpfen, oder verbraten die Saft, der sonst leuchten könnte?
Weißt du, ob man 1-Watt und 2-Watt Luxeons in Reihe schalten kann ( dein posting über dein geplantes Set-up hat mich auf den Gedanken gebracht, zweimal 2-Watt nach vorne und einmal 1-Watt als Rücklicht zu kombinieren), oder behindern sich die beiden Typen in einer Reihenschaltung in irgendeiner Weise?
Zu guter letzt: die Idee mit dem Goldcap als Standlicht gefällt mir gut, ich werde wenn hinten eine Standlichtfunktion einbauen; lädt sich der Goldcap im Betrieb nicht auf Kosten der LEDs?

viele Grüße aus Wuppertal,

Martin Winterscheidt

 

[wrrdlbrrmpft]

ich habe keine Ahnung, ob die LEDs das vertragen.

Ich weiß das auch nicht. Ich habe den "Billig-SON" aus Japan. Bei meinen Messungen mit Oszilloskop habe ich halt festgestellt, dass der schon bei relativ niedriger Geschwindigkeit Stromspitzen oberhalt 500 mA liefert, und das mit drei 2W-Luxeons in Reihe. Zuerst hatte ich eine Lampe mit zwei LEDs geplant. Aus Angst um meine LEDs hab ich mir dann noch eine dritte besorgt.

Zwei fragen noch: meinst du, man könnte das flackern mit ein oder zwei Puffer-Elkos etwas dämpfen, oder verbraten die Saft, der sonst leuchten könnte?

Das bringt bestimmt was. Ganz weg bekommt man das Flackern damit wohl nicht. Aber der Kontrast zwischen Blitz und Dunkelheit sollte sich abschwächen lassen. Ich habe hier testweise an eine LED einen 1F-Kondensator rangehängt, der mir evtl. später als Standlicht dienen soll. Das ist natürlich viel zu viel für eine Flacker-Begrenzung. Die LED erscheint etwas dunkler, macht aber nicht viel aus. Und natürlich will so ein Brocken auch erstmal geladen sein. Dazu muss man schon ein paar Meter fahren.
Wieviel Kapazität ideal ist, weiß ich nicht. Das müsste man erst ausprobieren. Vielleicht haben hier auch schon andere Leute Erfahrung damit.
Im übrigen habe ich grob überschlagen, dass ich bei ca. 15...20 km/h die 100Hz-Grenze überschreite. Langsamer fahre ich eigentlich selten. Und 100 Blitze pro Sekunde liefert auch eine Leuchtstoffröhre ohne EVG, nur mal so zum Vergleich.

Weißt du, ob man 1-Watt und 2-Watt Luxeons in Reihe schalten kann

Leider passen die von der Stromstärke nicht zusammen.

lädt sich der Goldcap im Betrieb nicht auf Kosten der LEDs?

Ja, aber wenn er erstmal geladen ist, macht das keinen allzu großen Unterschied. Ich bin mir aber auch noch nicht ganz sicher, wie ich das bei mir mache. Vielleicht baue ich noch einen Schalter ein, so dass ich bei Fahrten in der Stadt mit, ansonsten ohne Standlicht fahren kann.

Viele Grüße!
wrrdlbrrmpft

 

[raymund]

So, ich habe die Dinger im 05er Conradkatalog gefunden - kann ja keiner wissen, daß die IRF-MOSFETS eine eigene Seite haben.

Nach welchem Kriterium suche ich denn das passende Gegenstück zum IRC7406?
Der steht mit den Angaben -30V/-4.7A 0.04 in der Liste.
Ich nehme an das Gegenstück sollte +30V haben, aber wie sieht es mit den anderen Werten aus?
Der IRF7201 hat +30V/7A 0.03,
der IRF7313 hat +30V/7A 0.029,
der IRF7403 hat +30V/6.7A 0.022,
der IRF7455 hat +30V/4.5A 0.06

Welcher passt?

Gruß
Raymund

 

[wrrdlbrrmpft]

Nach welchem Kriterium suche ich denn das passende Gegenstück zum IRC7406?

Was willst du denn aufbauen? Wieviele LEDs und welche Leistung? Wenn du unter 20 V bleibst, kannst du m. E. den irf7403 und den irf7406 nehmen. Damit kannst du wie gesagt schon bis zu fünf 2 W-Luxeons in Reihe schalten. Mit 5*3,7 V bist du nämlich noch unter 20 V. Die 30 V beziehen sich übrigens auf die Drain-Source-Durchbruchspannung und sind für unsere Zwecke eigentlich ziemlich uninteressant. Viel wichtiger ist die maximal zulässige Gate-Source-Spannung und die Kennlinie für den Spannungsverlust.

wrrdlbrrmpft

 

[raymund]

Was willst du denn aufbauen? Wieviele LEDs und welche Leistung? Wenn du unter 20 V bleibst, kannst du m. E. den irf7403 und den irf7406 nehmen. Damit kannst du wie gesagt schon bis zu fünf 2 W-Luxeons in Reihe schalten. Mit 5*3,7 V bist du nämlich noch unter 20 V. Die 30 V beziehen sich übrigens auf die Drain-Source-Durchbruchspannung und sind für unsere Zwecke eigentlich ziemlich uninteressant. Viel wichtiger ist die maximal zulässige Gate-Source-Spannung und die Kennlinie für den Spannungsverlust.

wrrdlbrrmpft

Ah..Äh??
Genau deshalb fragte ich, ich habe nämlich keinen blassen Schimmer, was Drain-Source und Gate-Source sind.
Aber bei 2x1W, 2x 5W oder 4x2W bleibe ich ja unter 20V.
Mal schauen, ob ich die Teile auch beim örtlichen Elektronikladen bekomme.

Danke und Gruß
Raymund

PS:

ich habe gerade mal herumtelefoniert.
Der Händler, der überhaupt etwas da hat, hat nur die Typen IRF74HCT03 oder die "LS"-Ausführungen.
Kannst Du damit etwas anfangen?

 

[Route66]

Ah..Äh??
Genau deshalb fragte ich, ich habe nämlich keinen blassen Schimmer, was Drain-Source und Gate-Source sind.
.....
ich habe gerade mal herumtelefoniert.
Der Händler, der überhaupt etwas da hat, hat nur die Typen IRF74HCT03 oder die "LS"-Ausführungen.
Kannst Du damit etwas anfangen?

ACHTUNG ACHTUNG ACHTUNG
Du und Dein Händler, ihr sprecht aneinander vorbei !!!
Was er meint sind normale Logikbausteine der 74er Serie die es noch in verschiedenen Ausführungen wie HCT, LS, ALS usw. gibt. Das hat absolut nichts mit FETs wie Du sie brauchst zu tun.
Du brauchst FeldEffektTransistoren vom Hersteller IRF (InternationalRectifier) mit der Typenbezeichnung 7406...
ACHTUNG ACHTUNG ACHTUNG

Mein Tipp: bestell bei Reichelt oder such Dir zumindest nen anderen Elektronikhändler


Aber eins muss ich mal sagen: Respekt für Dich, Raymund. Für das, dass Du tatsächlich keine Ahnung von Elektronik hast, bist Du bei den ganzen LED Basteleien hier ganz gut dabei

Gruzz

Edit: ich glaube auch fast nicht, dass ein lokaler Händler diese Teile in der SMD Ausführung bei sich rumliegen hat. Ich wäre jedenfalls schon sehr erstaunt.

 

[Eberhard]

Hallo alle Brückenbauer,

MOSFETs als nahezu ideale Dioden zu verwenden, ist nicht besonders neu. Dieses Prinzip wird z.B. vorteilhaft als Verpolungsschutz und bei Halbwellen-Gleichrichtern in DC/DC-Wandlern eingesetzt.

Bei Vollbrücken-Gleichrichtung klappt das mit dem gemachten einfachen Vorschlag* aber nur, wenn auf der gleichgerichteten Seite (hier bei den LEDs) kein Kondensator angeschlossen ist, also weder Goldcap, noch Supercap, Boostcap, Ultracap oder wie sie alle heißen, und natürlich auch kein normaler Elko!

Der Grund dafür ist, dass die MOSFETs wegen der Kondensatorspannung dann während der negativen Halbwelle nicht mehr gesperrt sind und die angeschlossenen Kondensatoren wieder teilweise entladen bzw. nie richtig aufgeladen werden (abhängig von den verwendeten MOSFETs).

Also:

Den gemachten MOSFET-Brücken-Vorschlag nur allein mit LEDs und ohne Kondensatoren verwenden.​

Eine andere Tücke wurde ja bereits mehrfach angesprochen, nämlich dass bei diesem Vorschlag möglichst MOSFETs mit ±20V Gate-Source-Spannung verwendet werden. Selbst diese sind gefährdet, wenn bei den nichtspannungsbegrenzten Dynamos (SON, FER2002, Shimano *, kastrierter AXA etc.) keine LEDs angeschlossen sind, denn die Leerlaufspannung (der Spitzenwert, nicht nur der Effektivwert) ist mit Sicherheit größer als 20V - vor allem ohne Kondensator oder andere Last!

Natürlich muss auch die zulässige Drain-Source-Spannung ausreichend hoch sein. Bei intakten LEDs ist das mindestens die Gesamt-LED-Spannung. Ohne Last droht auch hier schnell Gefahr! Für solche (und andere) Situationen habe ich als Schutzschaltung meine Aktiv-Dummy-LEDs vorgeschlagen.

Dass man an diese und andere Brückenschaltungen (z.B. mit Schottky-Dioden) keine 1W-Luxeon-LEDs anschließen kann, ist selbstverständlich: Der deutlich zu große Strom würde die „kleinen“ Luxeons relativ schnell abschießen (Bonddrähte schmoren durch).

Genau aus diesem Grund habe ich bereits vor mehr als einem Jahr für die 1W-Luxeons den Spannungsverdoppler- sprich „Stromhalbierer“-Vorschlag in meinen Dynamo-LED-Treibern veröffentlicht, der als netten Nebeneffekt ein schnelleres Ansprechen der LEDs bei kleinen Geschwindigkeiten bringt.

Des weiteren möchte ich zu bedenken geben, dass bei einer Brückenschaltung ohne Siebung (was bei der MOSFET-Brückenschaltung ja zwingend wäre) grundsätzlich die LED-Stromwelligkeit sehr hoch ist (bei einer Anti-Parallelschaltung von 2 LEDs ganz ohne Gleichrichter übrigens noch höher). Das ist für die Lebensdauer der Luxeon-LEDs alles andere als förderlich. Aber wer radelt schon so viele Stunden bei Nacht und bemerkt dabei das Nachlassen der LED-Helligkeit ...

Eberhard

LEDs am Dynamo

*PS: Der Vollständigkeit halber sollte ich erwähnen, dass eine MOSFET-Brücke mit Kondensator-Siebung technisch durchaus machbar ist, allerdings mit etwas mehr Aufwand.

 

[raymund]

ACHTUNG ACHTUNG ACHTUNG
Du und Dein Händler, ihr sprecht aneinander vorbei !!!
Was er meint sind normale Logikbausteine der 74er Serie die es noch in verschiedenen Ausführungen wie HCT, LS, ALS usw. gibt. Das hat absolut nichts mit FETs wie Du sie brauchst zu tun.
Du brauchst FeldEffektTransistoren vom Hersteller IRF (InternationalRectifier) mit der Typenbezeichnung 7406...
ACHTUNG ACHTUNG ACHTUNG

Mein Tipp: bestell bei Reichelt oder such Dir zumindest nen anderen Elektronikhändler


Aber eins muss ich mal sagen: Respekt für Dich, Raymund. Für das, dass Du tatsächlich keine Ahnung von Elektronik hast, bist Du bei den ganzen LED Basteleien hier ganz gut dabei

Gruzz

Edit: ich glaube auch fast nicht, dass ein lokaler Händler diese Teile in der SMD Ausführung bei sich rumliegen hat. Ich wäre jedenfalls schon sehr erstaunt.

Danke Danke für den Hinweis.
Mir glaubt ja nie jemand, daß ich von Elektronik keine Ahnung habe.
Der erste Händler kannte die FET-Mosfets, hatte aber keine. Der nächste hatte keine Ahnung und davon eine ganze Menge.
Dann werde ich wohl doch bei Conrad bestellen ....Mist wie kriege ich die Mindestbestellmenge zusammen....

Gruß
Raymund

 

[wrrdlbrrmpft]

Der Grund dafür ist, dass die MOSFETs wegen der Kondensatorspannung dann während der negativen Halbwelle nicht mehr gesperrt sind und die angeschlossenen Kondensatoren wieder teilweise entladen bzw. nie richtig aufgeladen werden (abhängig von den verwendeten MOSFETs).

Ja, danke für den wertvollen Hinweis! Wenn man jetzt drei LEDs in Reihe hat, und nur die mittlere mit Kondensator überbrückt, sollte es aber keine Probleme geben. Sehe ich das richtig?

Natürlich muss auch die zulässige Drain-Source-Spannung ausreichend hoch sein.
[...]
Ohne Last droht auch hier schnell Gefahr!

Drain-Source-Durchbrüche zerstören aber einen MOSFET meines Wissens nicht. Liege ich da falsch?

Für solche (und andere) Situationen habe ich als Schutzschaltung meine Aktiv-Dummy-LEDs vorgeschlagen.

Des weiteren möchte ich zu bedenken geben, dass bei einer Brückenschaltung ohne Siebung (was bei der MOSFET-Brückenschaltung ja zwingend wäre) grundsätzlich die LED-Stromwelligkeit sehr hoch ist (bei einer Anti-Parallelschaltung von 2 LEDs ganz ohne Gleichrichter übrigens noch höher). Das ist für die Lebensdauer der Luxeon-LEDs alles andere als förderlich.

Ich habe das nicht ganz verstanden. Meinst du damit, dass mit Stromspitzen oberhalb 700 mA zu rechnen ist?

Danke für die vielen wertvollen Hinweise!
wrrdlbrrmpft

 

[wrrdlbrrmpft]

Dann werde ich wohl doch bei Conrad bestellen ....Mist wie kriege ich die Mindestbestellmenge zusammen....

Wusste gar nicht, dass es bei Conrad eine Mindestbestellmenge gibt. Ich habe jedenfalls auch schon mehrfach für unter drei Euro bei Conrad bestellt via Internet. Habe immer alles bekommen. Die Versandkosten sind dann halt höher als der Warenwert.

wrrdlbrrmpft

 

[nikolauzi]

@wrrdlbrrmpft
Die Drain Source Durchbrüche zerstören Mosfets, wenn diese nicht avalanchefest sind (wenn sie es sind, dann steht's explizit im Datenblatt). Andernfalls können die das ab, allerdings muß man dann die entstehende Verlustleistung beachten...

Aber da ja 2 in Reihe sind, erhöht sich die Durchbruchspannung entsprechend.
Die Gate Source Spannungs ist wohl eher das Limitierende.

Der Nikolauzi

 

[Eberhard]

Man riskiert einen MOSFET, wenn dessen maximal zulässige Drain-Source-Spannung dauerhaft überschritten wird. Da diese meist höher ist als die zulässige Gate-Source-Spannung, wäre im vorliegenden Fall ohne Last das Gate bereits durchgeschlagen, bevor es der Drain-Source-Strecke* an den Kragen geht.

Bei meinem kastrierten „AXA HR Traction“ (ohne interne Spannungsbegrenzung durch Z-Dioden) beträgt die Leerlaufspitzenspannung ca. 33V. Mit dieser Spannung zwischen Gate und Source dürfte schon so gut wie jeder MOSFET gefährdet sein [es gibt nur wenige Ausnahmen] und die genannten 30V-Ausführungen auch zwischen Drain und Source (zumindest theoretisch, wenn man keinen Fertigungsspielraum berücksichtigt).

Bei den Shimanos ist die Leerlaufspannung noch höher und beim FER2002 sowieso. Den SON hatte ich leider noch nicht zwischen meinen Fingern.

Der Vorschlag, bei insgesamt drei Luxeon-III-LEDs in Serie nur eine LED davon (übrigens egal welche) mit einem Kondensator zu überbrücken, sollte die geschilderten Probleme bei der vorgeschlagenen MOSFET-Brücke vermeiden. Wahrscheinlich kann man auch zwei von drei LEDs überbrücken oder eine von zweien.

Zwar wird der Spitzenstrom und die Stromwelligkeit in den betroffenen LEDs dann deutlich kleiner (>1000µF sollten es aber schon sein), jedoch wird dann auch der LED-Strom in diesen LEDs etwas geringer als in der (den) nicht mit einem Kondensator gesiebten LED(s). Praktisch untersucht habe ich das aber nicht. Wahrscheinlich sieht man den Unterschied kaum, messbar müsste er aber sein.

700mA wäre der nominale Spitzenstrom bei dem StVZO-vorgeschriebenen Minimum von 500mAeff eines Standard-3W-Dynamos.

Bei einem guten Dynamo kann der Spitzenstrom durchaus höher und damit über 700mA sein. Bei meinem kastrierten „AXA HR Traction“ sind es sogar bis zu 1A (770mA eff), also gerade an der Schmerzgrenze der größeren Luxeons - absolut tödlich jedoch für die 1W-Ausführungen.

Vielleicht noch ein Vorschlag für MOSFET-Suchende: IRF7319 ist ein komplementäres MOSFET-Paar (ebenfalls nur 30V, Gate-Source-Spannung ±20V, auch im 8-Pin-SO, bei Reichelt EUR 0,52). Ich verwende diese MOSFETs schon länger erfolgreich in meinen Schaltungen. Mit zwei dieser Bausteine könnte man also die ganze Brückenschaltung ziemlich kompakt aufbauen.

Eberhard

* Ohne Last im Brückenzweig sind zwar jeweils zwei MOSFETs gleicher Polarität in Reihe, aber entgegengesetzt. D.h. jeweils einer davon bekommt die ganze Spitzenspannung zwischen Drain und Source ab, da der jeweils andere gleicher Polarität in dieser Phase leitend ist.

 

[raymund]

Nochmal für die Maschinenbauer zum mitschreiben:

Wenn ich den Schalter vor den Gleichrichter setze, dürfte dieser ja nie die Leerlaufspannung sehen.
Sollte das durch einen Kabelbruch o.Ä. doch geschehen, riskiere ich 1-4 80,- Cent Mosfets.

Liege ich mit dieser Annahme richtig?

Ich werde nach dem Eintreffen der Mosfets mal eine Vergleichmessung machen.

Gruß
Raymund

 

[Eberhard]

Hallo Raymund,

falls ein Schalter vorgesehen wird (schätze je nach Dynamo), dann aufgrund obiger Erläuterungen selbstverständlich vor dem MOSFET-Brückengleichrichter!

Leerlauf passiert nicht nur durch Kabelbruch und LED-Defekt, sondern auch wenn der Bastler beim Experimentieren nicht aufpasst.

Falls LEDs einzeln bis auf eine LED abgeschaltet werden sollen („Abblendlicht“, „Tageslicht“*), dann bei der vorgegebenen Serienschaltung nur durch Überbrücken der nicht benötigten LEDs. So wird ein Leerlauf sicher vermieden.

Das ist aufgrund der Stromquellen-Charakteristik des Dynamos im Zusammenhang mit LED-Ansteuerung durchaus in Ordnung und bringt immer maximalen LED-Strom.

Außerdem muss man die MOSFETs ja nicht unnötig riskieren. Es ist mehr der Reparaturaufwand als die Kosten für die defekten MOSFETs.

Gutes Gelingen!

Eberhard

* Es soll ja Dynamos geben, die unter Last weniger Kraftaufwand erfordern als im Leerlauf.

 

[wrrdlbrrmpft]

Man riskiert einen MOSFET, wenn dessen maximal zulässige Drain-Source-Spannung dauerhaft überschritten wird.

Alles klar! Der Transistor wird dann vermutlich durch den Strom zerstört, falls dieser nicht begrenzt wird.

Der Vorschlag, bei insgesamt drei Luxeon-III-LEDs in Serie nur eine LED davon (übrigens egal welche) mit einem Kondensator zu überbrücken, sollte die geschilderten Probleme bei der vorgeschlagenen MOSFET-Brücke vermeiden.
Wahrscheinlich kann man auch zwei von drei LEDs überbrücken oder eine von zweien.

Ich werde erst mal auf Standlicht im Scheinwerfer verzichten. Eine Glättung halte ich nach meinen bisherigen Fahrten ebenfalls für überflüssig, zumindest aus optischer Hinsicht. Ich nehme das schon bei Schrittgeschwindigkeit nur dann wahr, wenn ich sehr nahe Objekte (bis ca. 1...2 m Entfernung) anstrahle. Da der Scheinwerfer auf wesentlich größere Entfernungen ausgerichtet ist, kann man das wirklich vergessen.
Ich weiß aber nicht, wie der Gegenverkehr das sieht. Muss ich noch ausprobieren.
Gestern bin ich zum ersten mal mit der neuen Lampe auf nassem Asphalt gefahren. Im Vergleich zu den bisherigen 2,4 W Halogen ist das wirklich ein Unterschied wie Tag und Nacht. Das betrifft Helligkeit, Ausleuchtung und Lichtfarbe*).
Meine Erwartungen wurden haushoch übertroffen.

Vielleicht noch ein Vorschlag für MOSFET-Suchende: IRF7319 ist ein komplementäres MOSFET-Paar (ebenfalls nur 30V, Gate-Source-Spannung ±20V, auch im 8-Pin-SO, bei Reichelt EUR 0,52).

Wärst du damit etwas schneller gewesen, hättest du mir etwas Gefrickel erspart. Habe meinen Gleichrichter dann aber auch so ganz gut in der Lampe untergebracht.

So, und jetzt heißt es:

Viele Grüße!
wrrdlbrrmpft

*) Gerade für das in Glühlampen fehlende Blau sind unsere Augen ja so lichtempfindlich.

 

[raymund]

Hallo Raymund,

falls ein Schalter vorgesehen wird (schätze je nach Dynamo), dann aufgrund obiger Erläuterungen selbstverständlich vor dem MOSFET-Brückengleichrichter!

Leerlauf passiert nicht nur durch Kabelbruch und LED-Defekt, sondern auch wenn der Bastler beim Experimentieren nicht aufpasst.

Falls LEDs einzeln bis auf eine LED abgeschaltet werden sollen („Abblendlicht“, „Tageslicht“*), dann bei der vorgegebenen Serienschaltung nur durch Überbrücken der nicht benötigten LEDs. So wird ein Leerlauf sicher vermieden.

Das ist aufgrund der Stromquellen-Charakteristik des Dynamos im Zusammenhang mit LED-Ansteuerung durchaus in Ordnung und bringt immer maximalen LED-Strom.

Außerdem muss man die MOSFETs ja nicht unnötig riskieren. Es ist mehr der Reparaturaufwand als die Kosten für die defekten MOSFETs.

Gutes Gelingen!

Eberhard

* Es soll ja Dynamos geben, die unter Last weniger Kraftaufwand erfordern als im Leerlauf.

Hallo Eberhard,

den Einsatz von Schaltern wollte ich so klein, wie möglich halten.
Meine Planung sieht derzeit so aus:
In meiner 4er-Lampe werden aussen zwei selektierte 1W-LEDs eingesetzt, die zusammen mit den drei Rücklichtdioden vom HR-Dynamo gespeist werden.
(Der C811 bringt ca. 300mA, sollte daher keine Gefahren für die 1W-LEDs bergen.) Dafür habe ich keinen Schalter vorgesehen, der Gleichrichter kommt ins Rücklicht.
In die Mitte kommen zwei 5W-LEDs, die vom vorderen Dynamo versorgt werden. Die werden über den Schalter aktiviert.
Einziger Knackpunkt ist, ob der Gleichrichter noch ins Gehäuse passt, aber mit Deinem IRF7319-Vorschlag ist da ja noch Potenzial.

Danke und Gruß
Raymund

 

[raymund]

Ich werde erst mal auf Standlicht im Scheinwerfer verzichten. Eine Glättung halte ich nach meinen bisherigen Fahrten ebenfalls für überflüssig, zumindest aus optischer Hinsicht. Ich nehme das schon bei Schrittgeschwindigkeit nur dann wahr, wenn ich sehr nahe Objekte (bis ca. 1...2 m Entfernung) anstrahle. Da der Scheinwerfer auf wesentlich größere Entfernungen ausgerichtet ist, kann man das wirklich vergessen.
Ich weiß aber nicht, wie der Gegenverkehr das sieht. Muss ich noch ausprobieren.
Gestern bin ich zum ersten mal mit der neuen Lampe auf nassem Asphalt gefahren. Im Vergleich zu den bisherigen 2,4 W Halogen ist das wirklich ein Unterschied wie Tag und Nacht. Das betrifft Helligkeit, Ausleuchtung und Lichtfarbe*).
Meine Erwartungen wurden haushoch übertroffen.
Viele Grüße!
wrrdlbrrmpft

*) Gerade für das in Glühlampen fehlende Blau sind unsere Augen ja so lichtempfindlich.

Hallo,

Das deckt sich mit meinen Beobachtungen. Selbst beim derzeitigen antiparallelen Verbau der LEDs und der daraus resultierenden halben Frequenz ist das Geflacker nicht wirklich störend.
Diese "dynamische" Beleuchtung scheint zusammen mit der Lichtfarbe sehr auffällig zu sein. Die auf dem Lenker in Rückspiegelhöhe montierte Lampe sorgt dafür, daß erstaunlich viele Rechtsabbieger anhalten, wenn ich auf dem Radweg unterwegs bin.

Gruß
Raymund

 

[RedmEx]

Hallo Eberhard,

du kannst ruhig deine sehr informativen Webseiten zitieren, in denen du Schaltungen mit MOSFETS statt Schottky-Dioden einsetzt: http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html#Vampir-Luxeon
Finde ich sehr rafiniert und elegant, mit dem IRF7319 mit der entsprechenden Schutzbeschaltung. Werde mich auch daran probieren, aktive Gleichrichter zu bauen, vielen Dank für dieses Tread, wrrdlbrrmpft !

Zur Siebung habe ich noch zwei kleine Fragen an die Experten:
1. Könnte man nicht eine induktive Gättung einsetzen, wenn die Kondensatoren die Gatespannung oben halten ?

2. Der Kondensator-Einwand gilt für die Vollbrücke, das verstehe ich. Bei der Spannungsverdopplung nach Greinacher dürfte dieser Effekt aber nicht auftreten, da der Kondesator nicht mit den gates gekoppelt ist, so dass ich hier ruhig sieben kann, oder irre ich mich ?