Frage zum MOSFET-Gleichrichter / Elko / Schaltung

[mattvh]

Hallo,

Ich habe eine Frage zu dem hier im Forum wohl recht weit verbreiteten MOSFET-Gleichrichter:

Nach 2 x 1W Luxeon, dann 3 x 3W Luxeon habe ich mir gestern eine Lampe zusammengebaut aus 4xSSC P4 und IMS20 Reflektoren (egal dass es jetzt länger hell bleibt - bei den neuen LED´s musste ich wieder was neues bauen).
Das ganze wird auch schön hell - aber wie vermutet eben erst bei etwas höheren Geschwindigkeiten.
Deswegen habe ich eine Frage zu der Zu- und Abschaltung von LEDs in abhängigkeit der anliegenden Spannung:

1. Habe ich das richtig verstanden, dass diese Schaltung (neuerdings übrigens zu finden unter http://wandinger.pfaffenwinkel.de/led_fahrrad/LED_Scheinwerfer_Prototypen.html)
mit dem MOSFET- Gleichrichter nur dann funktioniert, wenn eine der LEDs vor dem Elko im Schaltkreis hängt? (die dann halt das gewohnte Flackern zeigen wird!?)
2. Wenn ich zwei der vier LEDs schalten möchte, genügt es dann, den Wert der Zener-Diode ca. zu verdoppeln? Können alle anderen Bauteile genau so dimensioniert bleiben?
3. Wenn ich die Lampe mal an einen Akku hänge, wird das den Gleichrichter beschädigen, weil immer nur der eine Zweig dauerhaft durchgeschaltet wird? (natürlich unter Beachtung des max. Stroms) Wird der IC dann evtl. zu warm?

Würde mich freuen, wenn mir da jemand weiterhelfen kann.
Matthias.

 

[yellow_ö]

1. Ja, wobei das Flackern kaum auffällt, jedenfalls bei meinen bisherigen on-the-fly-Versuchen nicht
2. theoretisch ja, aaaber bei mir macht schon ein anderer Dynamo extreme Unterschiede. Der miesere z.B: schafft es gar nicht, dass erst bei schnellerem Fahrtempo umgeschaltet wird - bei dem muss ich ne z-Diode nehmen, dass bei Radschieben nur 2 leuchten, kurz danach dann alle drei (ist egal, zumindest ist das gewünschte Licht immer vorhanden). Der bessere Dyno könnte dafür bei höherem Tempo noch zusätzlich eine 4. Led einschalten.
   Kurz: ich hab mir einige Dioden zugelegt und probiere einfach aus, welche die richtige ist, die nehme ich dann.
3. k.A. Sorry.
   Aber Schaltungsvorschlag: in die Lampe nur den Gleichstromeingang, den kleinen Mosfet-GL in den Dyno oder irgendwo dazwischen, z.B: in den Stecker zur Lampe hin

 

[mattvh]

Hallo nochmal,

danke für die Antwort...

Kann es sein, dass ich in meiner zweiten Frage einen Denkfehler hatte? Den Wert der Zener-Diode müsste ich egtl. halbieren, weil dieser sich nicht nach den geschalteten Leds (zwei), sondern nach den immer leuchtenden (eine) richtet?

Von meinen vier Leds währen ja nur drei "innerhalb" der o.g. Schaltung; eine ist ja "aussen vor" wegen dem MOSFET-Gleichrichter (und leuchtet damit ständig).

Von den drei "inneren" LEDs sollen dann zwei geschaltet werden und eine immer leuchten. Weil eine immer leuchtet (im Gegensatz zu zwei bei der Original-Schaltung) also nur ca. der halbe Wert der Zener-Diode?

Oder ist das jetzt wiederum falsch?

Matthias.

 

[JuergenH]

Hallo Matthias,

wenn du einen Mosfet-Gleichrichter nimmst, dann kann man keinen Elko am DC-Ausgang anschließen, weil die Mosfets erst wieder sperren, wenn der Elko fat völlig entladen ist.

Die Schaltung, die du referiert hast, geht so, wie sie ist, mit 'normalen' Dioden, evtl. Schottky-Dioden.

Die Funktionsweise ist die, dass der Transistor die untere LED (s) dann kurzschließt, wenn die Gleichspannung = 2 * LED-Spannung + 1,5V. Ich bezweifle aber, dass das wirklich funktioniert, weil die Original-Schaltung wurde für ein Rücklicht mit vielleicht 20..30 mA Diodenstrom konzipiert. Wenn du die 0,5 bis 0,7A schalten willst, die bei einem Frontlicht fließen sollten, brauchst du schon vernünftige Transistoren.

Ich habe auch vier Luxeons in Reihe am Nabendynamo, mit der Option, zwei mit einem Schalter kurzzuschließen. Mach ich aber so gut wie nie, weil das nicht viel bringt.

Mein Tipp: zuerst mit Schalter ausprobieren, ob sich der Aufwand wirklich lohnt.

Gruß

Jürgen

 

[yellow_ö]

Jürgen Du hast zu weit runtergescrollt, es geht um die 1. Schaltung, die mit der automatischen Umschaltung

(halte ich übrigens für besser als eine händische Umschaltung. Alles was automatisch, mit im Verhältnis passendem Aufwand, zu realisieren ist, soll automatisch gehen. Dann kann einfach nix passieren, weil man darauf vergisst. Beispiel: durchgebrannte Lampen, oder der Reifendefekt, weil der Kumpel bergab den lockout vergessen hatte auszuschalten)

Die Idee ist oben links, VOR dem El-Ko, NACH dem Gleichrichter, eine Led reinzuhängen. Dann funktioniert auch der MOSFET-Gl mit dieser Schaltung.

@ matt: ad Diode: da muss so lange diese Transistorstufe "offen" sein, bis die Spannung an den Led passt. mM nach also ein höherer Wert als bei nur einer Led. Als Nichtelektroniker kann ichs Dir leider nicht berechnen, selber mache ich sowas immer auf die "robuste": durch ausprobieren

 

[mattvh]

Ich denke auch, dass man das manuelle Umschalten mit der Zeit bleiben lässt. Entweder man vergißt es oder es wird mit der Zeit lästig. Zumindest denke ich dass es mir so gehen würde.
Die automatische Umschaltung dagegen hat neben dem Nutzen auch so ihren Charme.
Ich werde das mal demnächst ausprobieren..

 

[yellow_ö]

Hab ich zwar gerade auch in nem eigenen Tread gepostet, aber ...

TriCee mit der Umschaltung.
Meine Z-Diode ist eine 5.1 Volt, bei Dir also rechnerisch + 3,7 = 8,8 Volt.
Allerdings hängt das auch sehr vom Dyno ab. Meiner hier im Stadtrad schafft es gerade so diese Umschaltspannung zu erreichen, der andere, wirklich böse, könnte noch bei 25 km/h eine 5. Led (mit eigener Regelung) powern.
Also besser ein paar Z-Dioden nehmen und ausprobieren (inkl. dazugeschaltetem Rücklicht)

 

[JuergenH]

Hervorkram:

Besteht nach wie vor Interesse an den kleinen Platinchen zum Bau eines Mosfet-Gleichrichters?

Ich würde diesmal welche anfertigen lassen, und zwar doppelseitig. Auf der zweiten Seite kann man eine Schottky-Diode, einen Low-Drop-5V-Regler samt Elkos unterbringen. Das kann dann zur Versorgung von GPS, Handy etc dienen.

Bilder sind unten. Der Elko, der so frei herumschwebt, muss wegen seiner Größe extra verdrahtet werden.

Jürgen

 

[JuergenH]

Hier reiche ich den Schaltplan nach, der Vollständigkeit halber:

P.S.: Sorry für die schlechte Qualität, aber das Tiff-Bild ist mehr als 1MByte groß.

 

[mattvh]

Hallo,

ja. Ich hätte Interesse daran (abhängig vom Preis).

Ich hatte jetzt schon zwei mal die beiden IC´s einfach aufeiander geklebt und bei dem einen dann die Beinchen hochgebogen und mit dem anderen verlötet... Pfusch halt; aber gehalten hat es.

Gruß,
Matthias.

 

[sigman]

habe ebenfalls Interesse an 2 Stück

 

[JuergenH]

In der bisherigen Version (=einseitige Platine, nur Gleichrichter) habe ich für die leere Platine 1 € verlangt, für einen fertigen und getesteten Gleichrichter 3 €.

Mit der Option 5V-Ausgang wird die leere Platine etwas teurer, wahrscheinlich 1,50 €, der komplette Gleichrichter kostet dann 3,50 €, mit 5V-Ausgang etwa 8 €.

Jürgen

 

[mwinte]

Hallo JuergenH,

Ich nehme auf jeden Fall 6 bestückte Gleichrichter, meine älteren sind aufgebraucht, mein Bessere-Lampen-Baudrang hält jedoch an...

viele Grüße aus Wuppertal,

Martin

 

[ohropax]

Moin moin,
ich hätte gerne:

• zwei fertige Gleichrichter mit 5V Ausgang
• drei fertige Gleichrichter ohne 5V Ausgang

Zwei Fragen noch:

Funktionieren alle oben genannten Module auch 'einfach so' an einer DC Spannungsquelle (bspw Li-Io Akku) oder benötigen sie zwingend eine AC Versorgung?

Welche Eingangsspannung vertragen die Gleichrichter (mit und ohne 5V) maximal? Denn ich meine gelesen zu haben, dass die Leerlaufspannung der Nabendynamos bei einer schnellen Abfahrt auch locker 50V und mehr erreicht.

Grüsse,
Marcus

 

[Bergnafahre]

Hallo Jürgen

Da mir das SMD Verdrahten von Hand nicht so liegt bitte zwei komplett gelötete Gleichrichterplatinen an mich.
Bräuchte dann noch Deine Bankverbindung -> PN

bergnafahre

 

[JuergenH]

Moin moin,
ich hätte gerne:

• zwei fertige Gleichrichter mit 5V Ausgang
• drei fertige Gleichrichter ohne 5V Ausgang

Zwei Fragen noch:

Funktionieren alle oben genannten Module auch 'einfach so' an einer DC Spannungsquelle (bspw Li-Io Akku) oder benötigen sie zwingend eine AC Versorgung?

Welche Eingangsspannung vertragen die Gleichrichter (mit und ohne 5V) maximal? Denn ich meine gelesen zu haben, dass die Leerlaufspannung der Nabendynamos bei einer schnellen Abfahrt auch locker 50V und mehr erreicht.

Grüsse,
Marcus

Oh je, da habe ich wohl zuwenige Käfer bestellt.

Die fertigen Gleichrichter kannst du auch problemlos an jeden Akku anschließen, die Polarität ist dann egal, ABER: dann fällt die Strombegrenzung durch den Dynamo weg!

Damit könnte bei einem guten Akku leicht mal zuviel Strom fließen und die LEDs schießen. Also brauchst du zumindest einen Vorwiderstand oder einen Regler.

Um die hohen Leerlaufspannungen von den Mosfets fernzuhalten, gibts am Eingang zwei Zenerdioden mit 16V. Die schlucken alles, was über 16V ist, allerdings nur für ein paar Sekunden, weil das meist 0,5W-Dioden sind. Ich hatte aber kürzlich wegen der 5V-Regelung auch mal 5W-Typen im EInsatz, hat prima funktioniert, auch auf Dauer.

Beste Grüße

Jürgen

 

[ohropax]

Um die hohen Leerlaufspannungen von den Mosfets fernzuhalten, gibts am Eingang zwei Zenerdioden mit 16V. Die schlucken alles, was über 16V ist, allerdings nur für ein paar Sekunden, weil das meist 0,5W-Dioden sind. Ich hatte aber kürzlich wegen der 5V-Regelung auch mal 5W-Typen im EInsatz, hat prima funktioniert, auch auf Dauer.

Also muss ich annehmen, dass die Originalplatinen 'durchgehen', sobald die folgenden Bedingungen zeitgleich vorliegen?

1. hohes Tempo (Rennrad)
2. ausgeschaltetes Licht (Fahrt am Tag oder Defekt in Kabel/Lampe)
3. 5V Zweig ohne Last (GPS Gerät voll geladen)

Und was passiert, wenn die Zenerdioden wirklich kaputt gehen? Welche Folgen hat das für die nachfolgenden Bauteile? Besteht die Gefahr, dass die Gleichrichtungsstufe ebenfalls durchgeht und damit eine LED-Lampe mit zu hoher Sperrspannung tötet? Und was passiert mit dem 5V Zweig und letztendlich den angeschlossenen 5V-Nutzern?

Ich mache mir diese Sorgen, weil ich die oben genannten Bedingungen eben nicht für die absolute Ausnahme halte.

Könntest du die Platinen auch mit 5W Dioden herstellen oder passt das von den Abmessungen her nicht? Welchen Effekt hat der Quasi-Kurzschluss der Dioden eigentlich auf die benötigte Eingangsleistung (Tretleistung) des Dynamos?

 

[JuergenH]

Nein, die Dioden im Fall der 5V-Zusatzversorgung sind dann so dimensioniert, dass nichts passiert.

Der Fall Mosfet-Gleichrichter --> Lampe sollte eigentlich so verdrahtet sein, dass der Schalter zwischen Dynamo und Gleichrichter ist. Daher gibt es eventuelle Überspannungen nur im Moment des Einschaltens.

Will man, gerade wenn kein Licht gebraucht wird, die 5V-Versorgung nutzen, dann braucht man eben die 5W-Dioden. Die schließen nicht wirklich kurz, sondern kappen/klemmen die Spannung auf +/- 7V. Die Belastung ist dann wie eine 'normale' LED-Lampe.

Eine etwas clevererere Variante wäre, die Spannung durch zwei Power-LEDs auf 7V zu begrenzen und der 5V-Versorgung soviel Strom zu erlauben, wie sie eben braucht. Dann hat man eben nur so viel Licht, wie an Strom übrig ist.

Die 5W-Dioden sind nicht sehr viel größer als die 0,5W-Versionen, die passen also auf jeden Fall auf die Platine.

Beste Grüße

Jürgen

 

[ohropax]

Nein, die Dioden im Fall der 5V-Zusatzversorgung sind dann so dimensioniert, dass nichts passiert.
[...]
Die 5W-Dioden sind nicht sehr viel größer als die 0,5W-Versionen, die passen also auf jeden Fall auf die Platine.

Ok, ich werde es dann einfach so wie von dir beschrieben verkabeln. Müsste ich bei den Platinen mit 5V Ausgang den 0.5W->5W Mod selbst durchführen oder sind die Platinen bereits von dir so bestückt?

Viele Grüsse,
Marcus

 

[ohropax]

Hallo JuergenH,

sind noch bestückte und getestete Platinen zu verkaufen?

 

[TinoKlaus]

ich muss mich nochmal mit dem thema der zu/abschlatung beschäftigen, hätte aber auch noch interesse an einigen gleichrichtern (3stk)

 

[legorado]

Hallo,

ich bin seit 2 Tagen auch infiziert!
Ich hätte Interesse an 1 Gleichrichter mit 5 V Ausgang und 2 ohne 5V Ausgang, also nur zum Betrieb von 3 LED´s.
Falls nicht mehr vorhanden, würde ich auch gerne die Rohplatinen kaufen.

mfg legorado

 

[JuergenH]

Ja, es wird wieder Gleichrichter geben. Ich hoffe, ich habe alle Interessenten notiert. In den nächsten Tagen bekommt jeder eine Mail.

Sorry, wenn ich etwas schreibfaul war, mein bisheriger DSL-Provider (1+1) will meinen DSL-Port nicht freigeben. Bin seit nun vier Wochen ohne Internet. Muss mich immer zu meinem Sohn zum PC retten.

[OFFTOPIC]
NIE WIEDER 1+1. Wenn ihr bei diesem Verein seid, macht bloß, dass ihr da raus kommt. Die sind keinen Cent wert. Kennen nicht die aktuelle Rechtslage bzw. wollen mit Tricks die Leute festleimen.
[/OFFTOPIC]

Jürgen

 

[Bergnafahre]

Ja Jürgen
War bei einem Kollegen von mir auch so...
Toller Service zum Abschied

bergnafahre