Ursache für Einschaltverzögerung bei 230V KSQ

  • Hallo, sind vlt ein paar dumme Fragen aber nachdem ich diese Verzoegerung bemerkt und etwas Recherchiert habe sind mir doch noch einige Dinge unklar.



    Frage mich gerade warum offenbar alle Schaltnetzteile(?) diese Verzoegerung von ueblicherweise ~1 Sekunde aufweisen? Speziell KSQs
    Die Versionen fuer 30V etc sind sofort da, gut s sind meist linear regler... - Aber ich habe zb diese Schaltung hier basierend auf mc34063 fuer Betrieb an eine solaranlage nachgebaut und da ist auch kein delay:
    http://www.mikrocontroller.net…tromquelle_fuer_Power_LED



    Warum ist die gekaufte LED Birne sofort an? Hier
    http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?f=35&t=14076
    sdhreibt jemand, da waere kein Schaltnetzteil drinn?



    Meine Vermutung: Sicherheit. Ueberlastschutz, leerlaufsicher, kurzschlussfest, pfc und vor allem galvanische Trennung erfordern diese Anlaufzeit.
    Gibt es led treiber fuer 230V die vielleicht nur 100ms brauchen?


    Wenn die Netzteile so sicher sind, warum schlaegt dann ein beruehrungsloser Spannungspruefer eigentlich auf der Sekundaerseite an?

  • Das ist eine komplexe Frage und kaum allumfassend und allgemeingültig zu beantworten.
    Zuerst zur "Birne". Gerade wenn die Birne nicht dimmbar ist und einen 230V Eingang aber keinen Weitbereichseingang (z.B. ab 100V) hat, ist die Chance sehr groß, daß sie kein Schaltnetzteil hat.
    Typischerweise sind da viele Leds in Reihe geschaltet, die über ein Kondensatornetzteil versorgt werden. Dabei dient ein Kondensator als theoretisch verlustfreier Vorwiderstand. Danach kommt ein Gleichrichter, der die LEDs speist.
    Parallel zu den LEDs ist ein relativ kleiner Elko (4,7µF wird gern genommen) geschaltet, der eigentlich nur die Aufgabe hat, die LEDs vor einer Stromspitze beim Einschalten zu schützen.
    Sowas erzeugt eine Einschaltverzögerung <100ms. Allerdings zeigen diese Birnen einen Stroboskopeffekt. Wenn man diesen mildern will, und den Elko vergrößert, erhöht sich auch die Startzeit weil der Elko über den kapazitiven Vorwiderstand aufgeladen werden muß.


    Bei großen Schaltnetzteilen mit aktivem PFC gibt es oft einen Softstart, der den Inrush Current in Schach hält. Die Eingangselkos nach dem Gleichrichter und dem PFC-Steuer-FET werden dadaurch sanft aufgeladen, was natürlich Zeit kostet.
    Es gibt aber auch Billignetzteile, die keinerlei Maßnahmen zur Begrenzung des Inrush Currents haben und dennoch eine eingebaute Wartezeit als "Softstart" verkaufen. Manchmal ist die Wartezeit auch durch die interne Versorgung der ICs begründet.
    Es gibt aber durchaus auch Schaltnetzteile, die schnell anlaufen.


    Ein sicherer Weg zur Minimierung der Einschaltzeit sind Netzteile, die immer am Netz sind und die sekundär geschaltet werden. Das geht mit den gewöhnlichen Konstantstromquellen nicht. Mit dimmbaren bzw. über einen zusätzlichen Eingang sekundär schaltbaren schon. Kostet natürlich auch Ruhestrom.

  • Warum sollte ein "Lügenstift" nicht anschlagen? Und was soll das mit sicher oder unsicher zu tun haben?

    Warhscheinlich ein Denkfehler aber an 12V aus akku macht das Teil kein Ton, bei 12V aus NT gibts Fehlalarm. Durch die galvanische Trennung besteht doch keine direkte Verbindung mehr zum Netz, da ist doch gar keine Wechselspannung zum detektieren? Ist das vergleichbar mit Uebersprechen bei digitalen Signalen?



    klassisch
    Vielen Dank fuer deine ausfuehrliche Erklaerung.
    Also die Einschaltverzoegerung ist eigentlich eine sinnvolle Sache, fast schon ein Qualitaetsmerkmal.
    Und mein E27 bulb ist scheinbar sofort da weil da ein 'billiges' Kondensatornetzteil ohne all die Schutzmechanismen realisiert ist was genau auf unser Netz & die verbauten leds ausgelegt ist. Darum passt es auch in den Sockel.
    War etwas ueberrascht wie gross diese NT sind und dann haben die nur >=65% Wirkungsgrad :huh:



    Warum brauchen wir eigentlich PFC? Und wiso soll das gut fuer die Umwelt sein?
    Dieser Blindstrom ist Strom den wir nicht bezahlen, der aber bereit gestellt werden muss, das klingt so als woellte ich bei meinen Geraeten moeglichst niedrigen Leistungsfaktor haben. :D


    Hatte mal diverse Birnen durchgemessen und es scheint als wuerde der Leistungsfaktor generell mit der Leistung sinken, 2 Extreme: ledon 7W hatte ~0.700 - gammliger 1W Spot kam auf ~0.200

  • Ab einer bestimmten Leistung - ich glaube 75W - ist PFC sogar vorgeschrieben.
    Wozu?
    Beispiel: Habe hier einige Mais LEDs mit 5630 und 15W Wirkleistung. Aber die haben ca. 44VA Scheinleistung, also fast 3 mal so viel.
    Das bedeutet, daß durch die Leitung etwa der dreifache Strom fließt, 195mA statt 65mA.
    An eine 10A Sicherung könnte ich also nur 51 dieser Lampen anschließen statt 153. Mit den 51 Birnen wären die 10A bereits ausgeschöpft. Obwohl ich nur 766W Wirkleistung bekommen. Bei einem cos phi von 1 könnte ich 2300W bekommen.
    Das ist schon ein Unterschied. Zwar zahle ich nur die 766W, aber die Leitungen sind "voll". Davon haben alle nur Nachteile, keiner einen Vorteil.
    Dazu kommt, daß durch die Gleichrichter und die nachgeschalteten Dioden bzw. Elkos die Stromaufnahme nicht mehr sinusförmig ist.
    Wieder meine Beispiellampe: die hat 60 Dioden + Gleichrichter in Reihe. Macht eine Flußspannung von 180V. Unterhalb der 180V zieht die Lampe also fast keinen Strom, dann aber schlagartig soviel, daß es für die 44V reicht. Kannst ja mal rechnen wieviel Prozent einer Periode kein Strom fließt.
    Dadurch wird die strombelastung pulsförmig nach höher. Das hat bereits dazu geführt, daß die ganz alten FI-Schutzschalter Typ "AC" nicht mehr verbaut werden dürfen, weil die mit dem Pulsstrom nicht zu recht kommen.
    Und das ist auch der Grund, warum die meisten billigen Leistungsmesser Mist messen. Ich verwende einen ELV Energy Master, der hat einen Chip wie er in Stromzählern Verwendung findet.
    Und ja: Wenn 2 Lampen ein Kondensatornetzteil haben, dann macht die Leistungsschwächere die größere Phasenverschiebung. Plausibiisierung: Ein rein ohmsche Last (100% Wirkleistung) macht keine Phasenverschiebung. Je geringer die Leistung umso geringer ist der Wirkanteil. Der Blindanteil muß also steigen und damit die Phasenverschiebung - Kondensatornetzteil vorausgesetzt. Schaltregeler ist wieder anders.

  • Warum brauchen wir eigentlich PFC? Und wiso soll das gut fuer die Umwelt sein?


    Weil du nicht willst, dass dir dein Haus abbrennt, weil dein Neutralleiter überlastet ist. Die 3. und die 9. Harmonische addieren sich im (natürlich nicht abgesichertem) N-Leiter statt sich wie 50 Hz zu kompensieren...


    Wenn in die Geschosswohnung aus Kostengründen nur 4 Adern verlegt wurden (PEN), dann beschließt der Strom auch schon mal sich den bequemeren Weg über Netzwerkkabel, Heizungsrohre und Dachrinnen ins Erdgeschoss zu wandern... Dann gibts Störungen und die Verbindungen rosten weg...
    Den Spuck willst du sicher nich... ;)


    Grüße


    Basti

  • Jetzt hab ichs kapiert, PFC ist irgendwie die zeitliche Normalisierung der Leistungsaufnahme. Also wird dieser sog. Blindstrom natuerlich auch komplett verbraucht, er fliest ja, aber eben nur jeweils fuer den Bruchteil jeder Zeiteinheit, zusammen mit dem Wirkstrom.
    Fuer das Beispiel mit der 180V Flussspannung kann ich hier etwa ablesen das nur 2x 30% einer Periode Strom fliessen muss/kann.
    Jetzt ergibt das alles einen Sinn, darum kann mein Messgeraet (habe auch den Energy Master) diesen Blindanteil auch nur in Watt darstellen.


    Wirkleistung + Blindleistung = Scheinleistung, kommt irgendwie nicht hin... ok man kann das nicht mit simpler Addition rechnen.

    Zitat

    Weil du nicht willst, dass dir dein Haus abbrennt, weil dein Neutralleiter überlastet ist. Die 3. und die 9. Harmonische addieren sich im (natürlich nicht abgesichertem) N-Leiter statt sich wie 50 Hz zu kompensieren...

    Wikipedia hats mir erklaert :)


    Hab mir gerade gedacht das der Thermische Ausloeser auf dem Leiter wahrscheinlich auch noch einen ganz erheblichen Teil ueber 16A Scheinleistung durchlassen wuerde...


    Den Spuck hab ich wohl schon, hab bissl gegooglet, sehr aufschlussreich, erklaert das eine oder andere.
    wir haben 4 Adern ins Haus, von da gehen 4 zum Zaehler und ich bin mir sicher das erst vom Sicherungskasten dann ein zusaetzliches gruenes in den Keller geht. Der Kasten ist fuer 3 Etagen, aber da schreib ich glaub besser nix weiter zu :whistling::|

  • Deine Skizze beschreibt den zweiten Teil, die Nichtlinearität und hilft bei der groben Abschätzung in welchem Zeitbereich Strom fließt und warum so eine Lampe den Stromfluß so verzerrt. Das ist schon mal ein guter Schritt zum Verständnis. Wobei der Strom bei der Knicksannung nicht direkt rechteckförmig auf 100% springt. Es gibt ja noch die Diodenkennlinie und die Dioden reagieren auf eine höhere Spannung auch mit einem höheren Strom. Allerdings nichtlinear.
    Und Du skizzierst nicht die Spannung am Eingang. Denn zwischen Eingang und Dioden liegt noch der Gleichrichter und der Kondensator. Der Kondensator macht noch eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung
    Spannungsspitze und Stromspitze sind dann zeitlich zueinander versetzt. Genauso die Nullpunkte.
    Andererseits gibt Deine Skizze auch nicht Spannung und Strom direkt an den Dioden wider, denn diese wären bereits gleichgerichtet.
    Für eine Phasenverschiebung brauchst Du übrigens die Nichtlinearität prinzipiell nicht, da reicht ein kapazitiver oder induktiver Widerstand in der Leitung.
    Leuchtstofflampen mit KVG hatten diese Phasenverschiebung auch schon wegen der Drossel. Deshalb gab es bei größeren Beleuchtungsanlagen noch parallel geschaltete Kompensationskondensatoren.


    Wie Du schon gefunden hast, werden Blindleistung und Wirkleistung in der komplexen Gausschen Zahlenebene gerechnet. Sie stehen orthogonal zueinander. Die Wirkleistung in Richtung der reelen Achse und die Blindleistung in Richtung der imaginären Achse.
    Die Scheinleistung macht das rechwinklige Dreieck komplett, weshalb Wirkleistung^2 + Blindleistung^2 = Scheinleistung^2


    Und wenn Du den ELV Energy Master hast: Der kann "alles": Wirkleistung in W, Scheinleistung in VA und Blindleistung in VAR. Und einen Powerfactor mißt der auch.
    Und er zieht zur Berechnung nicht nur die 50Hz Grundfrequenz heran, sondern bei verzerrten Strömen bzw. Spannungen auch viele derer Oberschwingungen.
    Das macht er aber wahrscheinlich nicht durch Fourieranalyse, sondern durch direkte Berechnung im Zeitbereich nach der Formel
    P=1/T* Integral_über_eine_Periode_T (u(t)*i(t)) dt wie z.B bei http://de.wikipedia.org/wiki/Wirkleistung dargestellt.


    Das Problem mit dem üerlasteten Neutralleiter hat man vorwiegend bei großen Lasten. Bei ein paar zig VA braucht man sich darüber keine Sorgen zu machen. Und man braucht auch keine nichtlinearen oberwellengenerierende Schaltnetzteile. Im Prinzip geht das auch mit einer ungünstigen Kombination aus Lasten mit deutlich verschiedener Phasenverschiebung.
    Das Drehstromnetz funktioniert bei ohmschen Lasten "ausgeglichen". Bei perfekt symmetrischem Drehstrombetrieb fließt gar kein Strom im Nulleiter. Bei unsymmetrischen Betrieb maximal der Nennstrom. Wenn jetzt allerdings die Stromkurven der einzelnen Leiter gegeneinander phasenverschoben werden, dann kann im Neutralleiter der Strom deutlich erhöht werden.
    Bei einer symmetrischen induktiven Last wie einem Motor passiert das aber nicht, denn da sind alle Ströme gleich phasenverschoben. Bei perfekter Symmmetrie fließt auch da wieder kein Strom mehr im Neutralleiter. Deshalb gibt es auch Drehstrommotoren, die nur über 3 Leiter angeschlossen werden.


    Über viele Jahrzehnte konnte man mit hinreichender Genauigkeit mit sinusförmigen Größen rechnen. Das war bei den Phasenverschiebungen eh schon kompliziert genug. Jetzt kommen auch noch die Nichtlinearitäten dazu.
    Dami das Stromnetz noch in Kontrolle und näherungsweise berechnebar bleibt, gibt es die Vorschrift, bei Verbrauchern ab 75W Strom und Spannung wieder in Phase zu bringen und möglichst auch den sinusförmigen Verauf herbei zu führen.

  • wir haben 4 Adern ins Haus, von da gehen 4 zum Zaehler und ich bin mir sicher das erst vom Sicherungskasten dann ein zusaetzliches gruenes in den Keller geht. Der Kasten ist fuer 3


    Hm, klingt erst mal normal...


    [Betrachtung ohne PFC Vorschrift]
    In der Wohnung ist die Gefahr, wie Klassisch schon schreibt, nicht so hoch. Aber ohne PFC in PC Netzteilen und dann zu einer kleinen Netzwerkparty laden, bringt sicherlich den Blauen ins Schwitzen... :D
    [/Betrachtung]


    Im Büros siehts da schon anders aus, wenn man nun LED Lampen unter 75 Watt verbaut und alle Lampen wie üblich auf 3 Phasen aufteilt (3 x 16 A), wirds eng... auch mit der Vorschrift... vielleicht gibts da wieder andere...


    Im Betrieb hatten wir andere Stromverträge, dort haben wir drauf gezahlt wenn der cos phi zu schlecht war. Ob die Stromversorger die Oberwellen betrachtet haben, weiß ich nicht... aber die haben bei uns eh genug Schaden gemacht... dadurch sind die Kompensationsbänke regelmäßig abgefackelt...