Kondensatoren für Spannungsregler

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Kondensatoren für Spannungsregler

Neuer Beitragvon stayclear am Mittwoch 25. Juli 2012, 19:11

Hallo liebe Community!

Ich habe ein 5*10 Led Panel gebastelt das mit 12V betrieben werden soll.
Dazu habe ich mir überlegt zwei 9V Batterien, Seriell angeschlossen auf 12V zu regeln.

Details:

Leds werden mit 2,8V maximal mit 3,6V betrieben und nutzen einen Strom von 20-30mah
Jede Led hat einen Vorwiderstand mit 470 ohm +/-5%
der Regler ist ein 7812 (TO220)

Ich habe nun gelesen, dass man vor und hinter den Regler jeweils einen Kondensator haben sollte. Was für Kondensatoren brauch ich für mein Vorhaben? Bräuchte ich eine Kühlung? (evtl. kommt ein kleiner Lüfter ans Panel) Gibt es eine effizientere Methode das Panel zu versorgen? (so simpel wie möglich, soll portabel bleiben ;) )

Ist diese Batterieversorgung überhaupt gut? (Wie lange würden meine Leds leuchten?)

Ich hoffe, dass ich mich korrekt ausgedrückt habe und danke vorab für eure Antworten :)

MFG stayclear
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Re: Kondensatoren für Spannungsregler

Neuer Beitragvon derguteweka am Mittwoch 25. Juli 2012, 20:53

Moin,

stayclear hat geschrieben:Was für Kondensatoren brauch ich für mein Vorhaben?

Hm, ich glaub' so 330nF vom Eingang des Reglers nach Masse und 100nF vom Ausgang nach Masse. Keramikkondensatoren, die in unmittelbarer Naehe des Reglers sein sollen - also nicht erst 10cm Draht dazwischen.

stayclear hat geschrieben:Bräuchte ich eine Kühlung? (evtl. kommt ein kleiner Lüfter ans Panel)

Mal kurz rechnen - ich hab' den leisen Verdacht, du hast alle 50LEDs und die 50 Widerstaende parallel geschaltet, also fliessen dann 50*20mA = 1A. Am Reglereingang sind 18V, am Ausgang sind 12V, also fallen am Regler 6V ab. Damit verheizt der eine Leistung von 6W. Waermewiderstand des Gehaeuses ist ca. 65K/W - also wuerde sich der Regler auf ca. 390K ueber Umgebungstemp. erwaermen. Da die Sperrschichttemperatur des Reglers hoechstens 125°C sein darf, muss also die Umgebungstemperatur 390K kaelter sein, damit der Regler das ueberlebt - also nicht waermer als -265°C. Keine gute Idee.
stayclear hat geschrieben:Gibt es eine effizientere Methode das Panel zu versorgen? (so simpel wie möglich, soll portabel bleiben ;) )

Ich fuerchte, es gibt kaum eine ineffizientere Methode.
stayclear hat geschrieben:Ist diese Batterieversorgung überhaupt gut? (Wie lange würden meine Leds leuchten?)
Weiss nicht, was so eine 9V Batterie fuer eine Kapazitaet hat - ein Akku in der Groesse hat wohl so ca. 250-300mAh - schaetz' ich mal eine Batterie vielleicht auf das 3fache, also vielleicht 1Ah. Wenn dem so waere wuerden deine LEDs mit 2x9V hoechstens mal eine Stunde leuchten - und die Frage waere, wieviele Batterien oder fluessiges Helium du brauchst, um deine Spannungsreglerumgebung auf <8K zu halten :D

stayclear hat geschrieben:Ich hoffe, dass ich mich korrekt ausgedrückt habe und danke vorab für eure Antworten :)

Bis auf einmal mah statt mA find ich nix auszusetzen.
Nur ahnst du es vielleicht schon - das mit der Stromversorgung ist keine so gute Idee, so wie du dir das gedacht hast. Kannst du die LEDs in dem Panel noch irgendwie anders verschalten? zB. immer 3LEDs und einen 470Ohm Widerstand in Reihe - das koennte dann prima direkt an 18V angeschlossen werden, braeuchte dann ca. 17*20mA=340mA, also nur ca. ein Drittel der Originalschaltung. Noch effizienter wuerde auch irgendwie gehen, wird aber dann bedeutend schwieriger...

Gruss
WK
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Re: Kondensatoren für Spannungsregler

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Mittwoch 25. Juli 2012, 22:04

die 9 Voltblockbatterien haben ca 550mAh
sind also mit 10*20mA =200mA in 2 Stunden leer!
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/650000-674999/650411-da-01-en-AGFAPHOTO_9V_E_BLOCK.pdf
Wenn du Einzel Led mit je einem eigenem Vorwiderstand einsetzt solltest du eher an 2 bis 3 Monozellen mit rund 2700mAh zur Versorgung denken und die kostbare Batterieleistung nicht sinnlos in einem überflüssigen Spannungsregler verheizen.
Gruß Bernd
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Re: Kondensatoren für Spannungsregler

Neuer Beitragvon stayclear am Mittwoch 25. Juli 2012, 22:47

Erstmal nochmal Danke für die Antworten!

3 LEDs mit 470Ohm Widerstand wäre noch möglich. Ich habe nicht gewusst, dass die restlichen 6V "nur" verheizt werden. Zum lernen bin ich ja hier.

Das mit den Monozellen hab ich nicht ganz verstanden. Solche Monozellen haben doch nur jeweils 1,5V, mit 3 hätte ich 4,5V wobei ich 12V als Quelle brauch.

Das Panel sollte ca. 30min am Stück laufen und insg. ca. 3-4h einsetzbar sein bis die Batterien ersetzt werden müssen. Soll beim Filmen im dunkeln genutzt werden. Ich bin für alternative Ideen zur Versorgung und Schaltung offen.

MfG stayclear
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Re: Kondensatoren für Spannungsregler

Neuer Beitragvon BernhardS am Donnerstag 26. Juli 2012, 05:45

Hallo,

ich fürchte, daß es keinen Ratschlag geben wird der Dir so richtig gefällt. Trotzdem hier mal meiner:

Komplett umbauen!
5 LED´s in Reihe schalten und jeweils einen Konstantstromregler davor setzen. Das ist im einfachsten Fall eine Kombination aus dem Reglerbaustein LM317 und einem Widerstand von 57 Ohm. Damit fließen so etwa 22 mA.
Das dann 10 mal ergibt einen Strom von ca. 220 mA.
Die benötigte Spannung jetzt höher als 12V - da es aber sowieso keinen Grund gibt warum es ausgerechnet 12V sein sollen kann man das ja ändern.
Für 4 Stunden braucht man jetzt 880mAh; sagen wir 1000. Da Akkus nie ganz voll sind wenn man sie braucht und auch nicht ganz leer werden sollen, gehen wir mal von 1500-2000 mAh aus. Da gibt es jetzt eine Menge Möglichkeiten.
Beispiele:
- 2 kleine 12V Bleiakkus in Reihe
- 3 Modellauto-Akkupacks 7,2V
- 6 Lithiumakkus
- 3 mal 6 Mignonzellen, da sind die Akkus sehr billig und Du kannst auch mal normale Batterien verwenden

9V Blocks sind nicht dabei. Eine Kapazität von 550 mAh ist ein absoluter Traumwert, vielleicht bei einem teuren Markenprodukt. Die vom Discounter haben vielleicht 120 mAh.
Außerdem sind die Zellen nicht für hohe Stromentnahme gebaut und gehen bei der Beanspruchung schneller in die Knie als theoretisch gedacht.

Bernhard
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Re: Kondensatoren für Spannungsregler

Neuer Beitragvon anders am Donnerstag 26. Juli 2012, 08:14

Ich habe ein 5*10 Led Panel gebastelt das mit 12V betrieben werden soll.
D.h. du bist in der Wahl der Verschaltung und somit der Betriebsspannung noch frei?

Generell würde ich dann empfehlen zur Versorgung NiMH-Akkus einzusetzen, da sich deren Spannung von etwa 1,2V /Zelle während der gesamten Entladung kaum ändert. Deshalb benötigt man keine Konstantstromquellen, sondern kann mit simplen Vorwiderständen arbeiten.
Die Kapazität der AA-Zellen, die in 4-er-Packs (=4,8V) immer mal in Supermärkten angeboten werden, liegt derzeit bei 2,5Ah oder mehr. Das würde also ausreichen um deine 50 20mA-LEDs für 2,5 Stunden zu versorgen.
Diese Akkus vertragen die schnelle Entladung auch problemlos ohne nennenswerten Kapazitätsverlust.

Eine andere Möglichkeit wäre es bei höherer Spannung Laptop-Akkus einzusetzen. Modellabhängig haben sie unterschiedliche Spannungslagen, aber einen vergleichsweise enormen Energieinhalt bei geringem Gewicht.
Hier muß man allerdings Konstantstromquellen einsetzen, denn die Zellenspannung variiert von 4,2V in geladenem Zustand bis zu 3V am Ende der Entladung.
Der auf dem Akkupack aufgedruckte Spannungswert bezieht sich meist auf eine Zellenspannung von 3,6..3,7V.

Zum Thema Konstantstromquelle:
Die Schaltung mit dem LM317 funktioniert zwar sehr gut, aber sie ist nur sinnvoll, wenn man über erhebliche Spannungsreserven verfügt, die man auf dem Regler verheizen kann, denn bei 200mA muß man mit einem Spannungsabfall von mindestens 3V an der dieser Konstantstromquelle rechnen.
Anstatt die Energie in Wärme zu verwandeln bietet es sich an den Strom mit einem Schaltregler zu stabilisieren. Derartige Schaltungen braucht man nicht einmal selbst zu bauen, denn es gibt sie sehr preiswert direkt aus China:
Z.B.: http://www.ebay.de/itm/280-300mA-Consta ... 3f13d8e0ba
Man sollte dann in jeder LED-Kette nur noch einen kleinen Ausgleichswiderstand mit einem Spannungsabfall von 5%..10% der Gesamtspannung vorsehen, und die 20mA-Ketten dann parallel schalten.
Diese Konstantstrom-Schaltregler gibt es für unterschiedlichen Ausgangsströmen und Spannungen, aber da sie für den Betrieb an 12V Wechselspannung gedacht sind, enthalten sie i.d.R. einen Brückengleichrichter, der bei Batteriebetrieb einen unnützen Spannungsabfall verursacht, und den man deshalb umgehen sollte.
Obwohl die Verluste solcher Schaltregler viel geringer sind, als die von Linearreglern auf Basis LM317, empfiehlt es sich auch hier die LED so zu gruppieren, dass man mit einer möglichst hohen Ausgangsspannung arbeiten kann.
anders
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Re: Kondensatoren für Spannungsregler

Neuer Beitragvon stayclear am Freitag 27. Juli 2012, 23:14

Danke an all die Vorschläge :-) Da ich in diesem Gebit nur Schulwissen habe, helfen mir eure Antworten echt enorm. Ich schau erstmal wieder welche Teile ich erwerben muss und versuche da mal weiter dran rumzubasteln. Werde mich wieder melden wenn ich weitere Fragen hab.

Der Thread würde inzwischen eher in die Projekte Abteilung passen. Kann aber meinetwegen auch hier bleiben wenns nicht verschiebbar ist.

MfG stayclear
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