Lichter

[philipmaas]

Hallo,

ich bin neu hier.

Ich benötige einen günstigen Trafo für die Lampen auf meiner Modelleisenbahnplatte. Welcher ist da geeignet? Gibt es auch Schalter dafür. Wenn ja welche? Und wie muß ich die Kabel dort anbringen?

Viele Grüße

Michael

[günni]

Moin,
z. B. dieser Trafo ist verwendbar.

[Dudi92]

Hallo,
da hätt ich auch ma eine Frage und stell die auch ganz frech:
ich möchte LEDs auf meiner Anlage verwenden, aber ich weiß nicht, ob es wirklich sinnvoll ist, die an meinen 14V Trafo und mit entsprechend großem Widerstand anzuschließen. Wie macht ihr das denn? Alternative wäre ein 4,5V Adapter oder nicht?
LG Christoph

[butz]

ich möchte LEDs auf meiner Anlage verwenden, aber ich weiß nicht, ob es wirklich sinnvoll ist, die an meinen 14V Trafo und mit entsprechend großem Widerstand anzuschließen.

Man kann z.B. immer 4 LEDs in Reihe schalten, also hintereinander hängen, dann addieren sich ihre Spannungen und man benötigt nur noch einen kleinen Widerstand.

[günni]

Man kann z.B. immer 4 LEDs in Reihe schalten, also hintereinander hängen, dann addieren sich ihre Spannungen und man benötigt nur noch einen kleinen Widerstand.

Moin,
und eine Diode!

[butz]

Die Frage, ob die Diode notwendig ist, ist ein leidiges Thema, das hatten wir schon öfters hier und noch niemand hat das ja oder das nein mit 100% Sicherheit belegen können.
Wenn man eine Diode nutzt, muss man auf jeden Fall beachten, dass dann auch hier Spannung abfällt. Genauso muss man bei Wechselstrom auch beachten, dass die Amplitude sqrt(2) mal so groß ist, wie die Nennspannung.

Ich habe unter meiner Anlage jedenfalls seit einem halben Jahr eine leistungsfähige Gleichstromversorgung für die Beleuchtung und daher keine Probleme mit irgendwelchen Dioden oder Spannungsamplituden oder flackernden LEDs. Kann ich jedem nur empfehlen.

[günni]

Genauso muss man bei Wechselstrom auch beachten, dass die Amplitude sqrt(2) mal so groß ist, wie die Nennspannung.

Moin,
bei Brückengleichrichtung mit Lade-Elko!

LED mit Diode, beim Betrieb mit Wechselspannung, hatten wir hier schon unzählige mal behandelt.

[Oysos]

Moin,

Genauso muss man bei Wechselstrom auch beachten, dass die Amplitude sqrt(2) mal so groß ist, wie die Nennspannung.

Moin,
bei Brückengleichrichtung mit Lade-Elko!

Das gilt meines Wissens immer, und nicht nur bei Brückengleichrichtung mit Elko (durch den ja die Wechselspannung verschwindet)!

Die Amplitude einer sinusförmigen Wechselspannung ist sqrt(2)-mal so groß wie der angegebene Effektivwert dieser Spannung.
(So würde das auch mein "Mathematik hat was mit Präzision zu tun"-Physiklehrer durchgehen lassen.)

Gruß
Hannes

[günni]

Moin Hannes,
hast Recht, ich hatte mich mit sqrt(2) vertan. Ueff*sqrt(2)=Û

[butz]

LED mit Diode, beim Betrieb mit Wechselspannung, hatten wir hier schon unzählige mal behandelt.

Stimmt, hatten wir schon oft, wie ich auch erwähnt habe. Aber jedes mal gab es mehrere Meinungen, ich kann mich an keinen Thread erinnern, in dem mal jemand das abschließend geklärt hätte. Könnte daran liegen, dass es hier einfach niemand WEISS sondern alles nur Spekulationen sind.

[Oysos]

Moin,

ich hab mal recherchiert und mir mal Gedanken gemacht, warum es tatsächlich sinnvoll ist, der LED beim Betrieb mit Wechselspannung eine normale Diode in Reihe zu schalten:
Die Wechselspannung betreibt die LED 50 Mal in einer Sekunde für eine halbe Periode in Sperrrichtung. Dann fällt die gesamt Spannung (reverse voltage, u_R) an der LED ab, und bei einem 16 V-Trafo beträgt die Spitzenspannung knapp 23 V. LEDs halten aber keine hohen Spannungen in Sperrrichtung aus, nämlich überlichweise nur 5 V. Die dauernde Überlastung senkt also die Lebensdauer.
Jetzt kommt die zweite, "normale" Diode ins Spiel. Sie ist wesentlich genügsamer und sperrt auch Spannungen jenseits der 50 V ohne zu murren. Diese Diode soll also die LED im Sperrbetrieb entlasten.

Warum funktioniert das?
Wir betrachten zwei unterschiedliche Dioden D1 und D2, die in Sperrrichtung betrieben werden:

(Die Pfeile zeigen alle in die "falsche" Richtung, damit Strom und Spannung negativ sind und der Betrieb in Sperrrichtung deutlich wird.)
Eine Diode sperrt auch in Sperrrichtung nicht den gesamten Strom. Ein winziger Strom von einigen nano- oder pico-Ampere fließt trotzdem.
Ab einer bestimmten Spannung, der Durchbruchspannung, gibt die Diode auf und der Strom steigt stark an. Die Diode ist dann kaputt.
Die Abhängigkeit des Rückwärtsstroms (reverse current, i_R) von der angelegten Spannung u_R könnte bei unseren beiden Dioden z. B. so aussehen:

(Ich habe leider noch kein Datenblatt gefunden, welches eine konkrete Kennlinie für eine Diode im Sperrbetrieb angibt, daher sind meine Kennlinien fiktiv, aber zumindest qualitativ realistisch.)
Die Diode D1 (blau) ist also die bessere Diode, bei ihr ist die Durchbruchspannung betragsmäßig größer als bei D2 (rot) und ihr Rückwärtsstrom ist bei gleicher Spannung kleiner.
Wir schalten diese beiden (fiktiven) Dioden in Reihe und legen eine willkürliche Spannung U_R = 168 V an. Nach den Gesetzen der Reihenschaltung teilt sich die Spannung nun irgendwie auf die beiden Dioden auf und der Strom ist in beiden Dioden gleich:

(1) U_R = u_R1 + u_R2
(2) i_R = i_R1 = i_R2

Wir suchen also den Strom i_R, bei dem die Summe der durch diesen Strom hervorgerufenen Spannungsabfälle in den Dioden ganau 168 V ergibt.
Wie man diesen findet, zeigt folgendes Diagramm:

Die Bedingungen (1) und (2) sind bei i_R = -0,23 A erfüllt.
Die Spannungen teilen sich so auf, dass die stärkere Diode 86 V übernimmt und die schwächere 82 V.
Die Spannungen teilen sich an den in Reihe geschalteten Dioden also praktischerweise tatsächlich so auf, dass die stärkere von Beiden die größere Spannung übernimmt.
Wenn wir das auf die Reihenschaltung aus LED und Diode übertragen, dann ist D1 die stärkere Diode und D2 die schwächere LED. Allerdings ist die LED noch sehr viel schwächer, sodass die rote Kurve schon viel eher abstürzen würde. Dies führt dazu, dass die erheblich stärkere Diode fast den gesamten Teil der Spannung übernimmt und so die LED schützt, die kaum belastet wird.

Ich hoffe, keine Fehler gemacht zu haben.
Damit dürfte die Frage nach der zusätzlichen Dioden endgültig beantwortet sein.

Gruß
Hannes

[butz]

Schön recherchiert, aber ich gebe mal noch zwei Punkte zu bedenken:

1. Du berechnest den Spannungsabfall bei Dioden, wenn ich das richtig verstanden habe, nach dem Ohm'schen Gesetz. Ich weiß nicht, ob das sinnvoll ist, da Dioden meines Wissens keinen Ohm'schen Widerstand darstellen (weshalb z.B. beim Betrieb an ca. 3 V immer noch ein Widerstand benötigt wird, um den Strom zu begrenzen).

2. Bist du davon ausgegangen, dass EINE LED mit einem Widerstand (und ggf. einer Diode) in Reihe an ~16 V angeschlossen sind. Wenn man nun aber, wie ich oben vorgeschlagen habe, immer ca. 4 LEDs in Reihe schaltet und mit einem Widerstand an die 16 V anschließt, ist dann deiner Meinung nach immer noch eine zusätzliche Diode erforderlich?

[Oysos]

Danke!

zu 1.: Ich ermittle den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung bei den Dioden aus dem Diagramm (der Kennlinie). D. h. wenn ich den Spannungsabfall kenne, kann ich aus dem Diagramm den momentanen Strom ablesen und umgekehrt.
Dies gilt auch für den "Spannungsteiler" aus den zwei Dioden. Auch hier habe ich nur mit den Kennlinien gearbeitet.

(Ich habe leider noch kein Datenblatt gefunden, welches eine konkrete Kennlinie für eine Diode im Sperrbetrieb angibt, daher sind meine Kennlinien fiktiv, aber zumindest qualitativ realistisch.)

zu 2.: Bei einer Reihenschaltung von 4 LEDs käme man theoretisch auf eine Sperrspannung von ca. 20 V. Diese liegt also nur noch geringfügig unter der Amplitude von 22,6 V. Durch die Streuung in der Produktionsqualität kann man sich aber nicht sicher sein, dass alle LEDs die exakt gleichen Kennlinien haben, sodass es trotzdem zu einer unsymmetrischen Spannungsverteilung kommen wird. Trotzdem ist die Einzelbelastung dann natürlich sehr viel geringer, als wenn man nur eine LED verwendet.
Ich denke mal, dass die zusätzliche Verwendung einer Schutzdiode aber kein all zu großer Kostenfaktor ist und einen eventuell vor einem mühseligen Auseinanderfriemeln von Signalen oder Ampeln Zwecks Reparatur erspart

Gruß
Hannes

[butz]

Ok, deine Berechnung hätte ich dann auch mal verstanden...

Ich denke mal, dass die zusätzliche Verwendung einer Schutzdiode aber kein all zu großer Kostenfaktor ist und einen eventuell vor einem mühseligen Auseinanderfriemeln von Signalen oder Ampeln Zwecks Reparatur erspart

Am Geld liegts wohl nicht, eher an der Faulheit^^ Aber ich bleibe so oder so bei meinem Gleichstrom.