Frage:
Bester Ansatz, um 220VAC auf 160VAC zu senken?
andrewniesen
2018-08-13 19:15:19 UTC
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Hey Elektroingenieure,

Ich bin ein Neuling in der Elektrotechnik (ich bin von Beruf Softwareentwickler und beginne mit Raspberry Pis zu arbeiten und möchte etwas über das grundlegende Schaltungsdesign lernen).

Mein erstes Projekt besteht darin, eine LED-Ampel für den Innenbereich umzubauen. Die Lichter in dem Gerät, das ich gekauft habe, haben 230VAC FuturLED von Swarco. Laut Datenblatt - https://www.swarco.com/futurit-en/Products/Signals/LED-Modules/FUTURLED3-230V-AC können die LEDs bei 196 mit voller Helligkeit betrieben werden - 253 VAC und bei gedämpfter Helligkeit bei 150 V - 170 VAC.

Da ich in Nordamerika wohnhaft bin, werde ich mit einer normalen Haushaltsstromversorgung von ~ 110 VAC arbeiten. Ich könnte die Spannung mit einem billigen handelsüblichen Spannungswandler leicht von 110 auf 220 VAC erhöhen, aber wenn ich im "Dim-Modus" arbeiten möchte, muss ich entweder von 110 auf ~ 160 VAC erhöhen oder von 220 VAC auf 220 VAC senken ~ 160 VAC (nach dem Erhöhen von 110 VAC).

Die Leistung dieser LEDs beträgt jeweils 12 W bei voller Helligkeit und 8 W bei gedämpfter Helligkeit.

Meine Fragen sind:

1) Ich habe Probleme, einen Aufwärts- / Abwärtstransformator zu finden, der ~ 160 VAC ausgibt. Gibt es solche Dinge oder müsste ich eines nach Maß bauen lassen (klingt teuer)?

2) Ich habe gelesen, dass ich 2 Widerstände verwenden kann, um die Spannung zu "teilen" und 160 Volt zu liefern, aber kann dies mit Wechselstrom gemacht werden? Ich kann in meiner Forschung keine schlüssige Antwort finden, aber ich fange an zu glauben, dass Widerstände nur mit Gleichstrom arbeiten.

3) Gibt es einen anderen Ansatz?

Es ist zwar teuer, nur dafür zu kaufen, aber wenn Sie einen Überschuss an Variac finden, kann dies sehr nützlich sein, um zu bestätigen, wie Sie dies tatsächlich betreiben möchten.
Sie können grau getönten durchsichtigen Kunststoff über die LEDs legen, um den Dimmmodus zu simulieren.
Haben Sie darüber nachgedacht, einen Lichtdimmer für Gartenarten zu verwenden?Möglicherweise muss ein RC-Filter (oder vielleicht ein LC-Filter) verwendet werden, wenn die Lampe einen sinusförmigen Eingang benötigt, dies sollte jedoch keine große Sache sein.
Ich möchte Sie nur darauf hinweisen, dass diese Art von Spannungen gefährlich sein kann.Ihre erste Aussage über "Arbeiten mit Raspberry Pis zum Erlernen des grundlegenden Schaltungsdesigns" ist gut, aber für mich bedeutet dies, dass Sie mit niedrigeren und sichereren Spannungen lernen, bevor Sie fortfahren."Ich habe gelesen, dass ich 2 Widerstände verwenden kann, um die Spannung zu" teilen "und 160 Volt zu liefern." Ja, das können Sie, und zwei in Reihe geschaltete Widerstände sind ungefähr so grundlegend wie das Schaltungsdesign und es ist wichtig zu verstehen.Vielleicht möchten Sie mit etwas weniger Tödlichem beginnen.Nur mein Rat ...
Nur zu Ihrer Information: "Normaler" nordamerikanischer Haushaltsdienst ist 240/120.Dies sind 2 Phasen mit 120 VAC, die um 180 Grad phasenverschoben sind und 240 VAC zwischen den Phasen ergeben (jede Phase ist 120 VAC gegen Neutral / Masse).Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass in Ihrem Haus bereits 240 VAC verfügbar sind (die genaue Spannung variiert etwas).Um diese Spannung zu erhalten, müssten Sie jedoch wahrscheinlich einen speziellen Stromkreis von Ihrer Leistungsschalterbox aus betreiben.Daher ist es wahrscheinlich besser, wenn Sie die 120 VAC verwenden, die Sie von einer "normalen" Steckdose erhalten, da Sie anscheinend bereits auf diese abzielen.
Wenn der Hersteller auch 110-V-Versionen anbietet, ist es möglicherweise so einfach, ein Überbrückungskabel zu wechseln, um das Netzteil neu zu konfigurieren
Dies ist ungefähr das hundertste Mal, dass ich jemanden gesehen habe, der versucht, 1) 2) 3) anstelle eines gültigen Abschlags zu verwenden.Vielleicht ist es an der Zeit, entweder einen Bot zu veranlassen, Poster zu warnen, oder den Abschlag zu ändern, um ihn zu akzeptieren.
"Aber ich fange an zu glauben, dass Widerstände nur mit Gleichstrom arbeiten." Ich werde hier stumpf sein: Wenn Sie so viel Verständnis für Elektronik haben, sollten Sie * nicht * tun, was Sie beabsichtigen, bevor Sie eine bekommenAhnung, was Dinge wie Spannung, Strom, Widerstand und Isolation tatsächlich sind.Solche Spannungen sind gefährlich, insbesondere wenn Sie nicht wissen, was Sie tun.
Zehn antworten:
Bimpelrekkie
2018-08-13 19:30:02 UTC
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1) In der Tat wird es schwierig sein, einen geeigneten Transformator für die 160 VAC zu finden.Und weil fast niemand 160 VAC benötigt, wird es teuer.Wenn Sie kein Neuling in EE wären, könnte ich einen 120-V- bis 40-V-Transformator vorschlagen und dann die Sekundärseite in Reihe mit dem Wechselstromnetz schalten, aber dazu müssen Sie sich der Gefahren bewusst sein, die damit verbunden sind, also habe ich dies nicht vorgeschlagen/ p>

2) Ja, es kann ein Widerstandsteiler verwendet werden, um 160 V AC aus 240 V AC zu erzeugen. Widerstände kennen den Unterschied zwischen AC und DC nicht.But wieder, das nicht stromsparend ist und teilweise die Verwendung energieeffizienter LED-Leuchten zunichte macht.

Die tatsächliche Schaltung in den LED-Lampen spielt ebenfalls eine Rolle. Einige Schaltungen geben unabhängig von der Eingangsspannung einfach den gleichen Lichtpegel aus (offensichtlich innerhalb praktischer Grenzen).

3a) Wenn die Lichter nur mit 120 VAC arbeiten, haben Sie möglicherweise Glück.

3b) Kaufen Sie Leuchten, die für 120 VAC geeignet sind, was letztendlich billiger sein könnte als ein kundenspezifischer Transformator.

# 3 klingt gut.Wir werden sehen, was passiert, wenn ich es bekomme ...
"Verbinden der Sekundärseite in Reihe mit dem Wechselstromnetz" - interessant, wo kann ich mehr darüber lesen?
@DanielTork Hier ist ein Link zu einem Beispiel: http://machineryequipmentonline.com/electric-equipment/transformersthe-autotransformer/
Sie haben also im Grunde genommen auf Spartransformatoren hingewiesen?
@DanielTork Ja, das war das Wort, das ich in Google verwendet habe, um den oben genannten Artikel zu finden.
Michael Karas
2018-08-13 19:24:59 UTC
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Ich kann zwei Ansätze vorschlagen:

  1. Möglicherweise können Sie einen 1: 1-Trenntransformator erwerben, der für den von Ihnen benötigten Strom ausgelegt ist, und dann einige Windungen von einer der Wicklungen entfernen.

    Dies müsste sehr sorgfältig durchgeführt werden, um die Isolationsintegrität des Hochspannungstransformators aufrechtzuerhalten, und wäre nur für ein einmaliges Projekt wirklich anwendbar.Dies könnte durchgeführt werden, um die Erstellung eines Aufwärtstransformators von 120 auf 160 VAC oder eines Abwärtstransformators von 230 auf 160 VAC zu unterstützen.

  2. Prüfen Sie, ob diese LED-Lampe das Dimmen durch einen Standard-230-VAC-Dimmschalter unterstützt.In diesem Fall können Sie das Licht an einen 230-V-Stromkreis anschließen und dann den Dimmer auf die gewünschte Lichtstärke einstellen.

  3. ol>
Option 1 klingt interessant - gibt es eine Formel für die Anzahl der Umdrehungen, die entfernt werden müssten?
Sie müssten zunächst die Anzahl der Windungen in jeder Wicklung kennen.Bei einem 1 :: 1-Transformator ist die Anzahl der Windungen in beiden Wicklungen gleich.Das Spannungsverhältnis über dem Transformator hängt mit dem Windungsverhältnis zusammen.Da Sie wahrscheinlich die tatsächlichen Verhältnisse eines bestimmten Transformators nicht kennen, kann dies schwierig sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn Sie die Lamellen vom Transformator entfernen müssen, um ihn auseinanderzunehmen und seine Wicklungen zu ändern.In der Vergangenheit habe ich dabei die gesamte Sekundärwicklung entfernt, die normalerweise die äußere ist, und alle Windungen gezählt.Dann entsprechend zurückspulen.
Ich muss sagen, dass das Modifizieren des Transformators unpraktisch ist, es sei denn, Sie finden einen 60 Jahre alten Transformator, der zerlegbar ist.
Wenn Sie einen vorhandenen Transformator modifizieren, können Sie den Gleichstromwiderstand der Sekundärwicklung messen, einige (z. B. 10) Windungen entfernen, erneut messen und dann das Verhältnis, um die Anzahl der Windungen zu ermitteln.Möglicherweise benötigen Sie ein ziemlich empfindliches Messgerät, wenn der Draht nicht sehr dünn ist
@ChrisH - Das habe ich in der Vergangenheit tatsächlich versucht, als ich versuchte, einen Transformator "einzustellen".Mit den Zählern, die mir zur Verfügung standen, funktionierte es nicht sehr gut.Es würde ein ziemlich teures Messgerät erfordern, das gut kalibriert war.Aber ja, die Idee ist theoretisch gut.
@MichaelKaras Ich habe Zugang zu einigen ziemlich guten Zählern in der Arbeit, aber ich weiß, was Sie meinen, und es wäre viel wahrscheinlicher, Transformatoren zu Hause anzupassen, wo ich nur billige Zähler habe
Transistor
2018-08-13 19:54:08 UTC
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Auf der von Ihnen verlinkten Webseite befindet sich kein Schaltplan, aber es scheint, dass die Lampen keine aktive Elektronik enthalten und dass die LEDs in einer Reihe von Reihenkombinationen verdrahtet sind, um direkt vom Netz zu laufen.

enter image description here

Abbildung 1. Phasengesteuerte Triac-Dimmer-Wellenform. Durch Variieren des Einschaltpunkts von 0 ° auf 180 ° in jeder Halbwelle kann die Spannung von 100% auf 0% reduziert werden.

Ein Standard-Haushaltsdimmer an Ihrem 220-V-Aufwärtstransformator erzeugt diese Art der Steuerung und kann Ihren Zwecken entsprechen. Die Dimmer sind sehr effizient, da während des "Aus" -Teils des Zyklus der Strom Null ist, so dass die im Triac verbrauchte Leistung Null ist. Während des "Ein" -Teils des Zyklus fallen ungefähr 1 V über den Triac, so dass die Verlustleistung gering ist. Der Standardkühlkörper eines Haushaltsdimmers sollte für Ihre Zwecke geeignet sein. Eine resistive Lösung würde ein gutes Stück Wärme erzeugen, was problematisch sein kann.

Beobachten Sie die Nennspannung Ihres Dimmers. Es muss eine Nennspannung von ≥ 220 V haben, damit Sie möglicherweise eine europäische kaufen.

Vielen Dank für den Rat - sagen Sie, ich könnte einen Standard-110-V-Haushaltsdimmer vor einem elektronischen Spannungswandler verwenden (wie diesen https://www.amazon.com/Simran-SMF-100-Universal-Voltage-Converter/dp/)B003DQSMGC /) würde funktionieren?Oder vielleicht ein elektronischer Dimmer?Oder ein herkömmlicher Haushaltsdimmer vor einem Magnettransformator, um die Spannung zu erhöhen?
Nein, Sie können keinen Dimmer vor einem Spannungswandler verwenden.Der Dimmer senkt die Spannung nicht.Es wird eine Zeit eingeführt, in der die Spannung Null ist, während die Standardwellenform dies nicht ist - siehe die rechteckigen Ausschnitte im obigen Diagramm.Diese Ausschnitte führen dazu, dass in Aufwärtstransformatoren unangenehme Dinge passieren.Das Beste, was Sie tun können, ist, einen 110-> 220-V-Wandler und anschließend einen 220-V-Dimmer zu kaufen.Wenn Sie diese auf amazon.com nicht finden können, versuchen Sie es mit amazon.de für einen Shop mit Euro-Teilen, jedoch ohne Sprachbarriere.
Colin
2018-08-13 19:34:10 UTC
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Sie werden Schwierigkeiten haben, einen Transformator mit 120 -> 160 VAC oder 240 -> 160 VAC zu finden, da es nicht viele Anwendungsfälle gibt.

Sie sollten in der Lage sein, einen geeigneten Variac zu finden, den Sie auf eine geeignete Ausgangsspannung einstellen können.Dies könnte auch als Dimmer fungieren.

Spehro Pefhany
2018-08-13 23:53:46 UTC
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Sie können einen Hammond 290HX mit 120: 356CT-Wicklungen kaufen.Sie können die Hälfte der 356-V-Wicklung verwenden, um 178 V bei 420 mA zu erhalten, und diese mit der 6,4-V-CT-Wicklung auf 171 V reduzieren.

Cyan-Drähte sind der Ausgang.

enter image description here

Charles Cowie
2018-08-13 19:37:59 UTC
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Zum Dimmen ist der beste Ansatz wahrscheinlich ein elektronischer Dimmer.Die Versorgung eines elektronischen Dimmeres mit einem elektronischen Spannungswandler oder umgekehrt könnte problematisch sein.Ich würde einen herkömmlichen Transformator oder Spartransformator für die 120: 240-Spannungsumwandlung in Betracht ziehen.Ein elektronischer Dimmer könnte wahrscheinlich entweder auf der 120-V-Seite oder auf der 240-V-Seite verwendet werden.

Wenn ich also einen "konventionellen" (ich nehme an, magnetischen) Transformator wie diesen verwende - https://www.mouser.com/datasheet/2/177/EDB290WX-245431.pdf -, funktioniert er gut mit einem europäischen 220-240VACDimmer - wie dieser - https://www.amazon.de/Viribright-Dimmer-220V-200WATT-Helligkeitsregler/dp/B00APEK0TM - um die 160VAC zu erreichen, die für den "Dim-Modus" benötigt werden?
oder vielleicht ein Home Depot-Lichtdimmer auf der 120-VAC-Seite des Transformators?
Für zwei Leuchten mit jeweils 12 W benötigen Sie einen Transformator mit einer Nennleistung von mindestens 24 VA.Die von Ihnen verbundene Wicklung hat eine 237-V-Wicklung mit einer Nennspannung von 237 V x 0,05 A = 18,9 VA.Der Dimmer sieht gut aus.Es ist als für LEDs geeignet gekennzeichnet.Sie sollten überprüfen, ob Ihre LEDs Einschränkungen für Dimmer beschreiben.Ein Dimmer für die 120-V-Seite müsste einen Wechselstrom-Phasenrückausgang haben, wie von @Transistor dargestellt, und sollte mit einem Transformator verwendet werden, der aufgrund zusätzlicher Heizung etwas größer ist.
Ich weiß nicht, warum ich 2 Lichter angenommen habe oder dass zwei gleichzeitig eingeschaltet sind.Für jeweils nur ein Licht sind 18,9 VA ausreichend.Auch die Spezifikation sagt 45-55 Hz.Das scheint seltsam und könnte ein Problem sein.
Agent_L
2018-08-13 20:36:16 UTC
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1) Ich wette, Sie werden keine finden, da es keine beliebten Anwendungen für 160 V gibt. ABER - Sie können einen variablen Transformator finden, normalerweise vom Typ eines Spartransformators (Variac), der einfach auf die gewünschte Spannung eingestellt werden kann.

2) Widerstände sind egal, sie arbeiten sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom. Der Spannungsteiler verschwendet jedoch viel Strom. Es geht nicht nur darum, mit hocheffizienten LEDs sinnlos Energie zu verschwenden. Wenn es um Netzstrom geht, bedeutet dies, dass sich diese "bloße Ineffizienz" als so groß herausstellen kann, dass die Widerstände abkochen und explodieren. Außerdem ist es lächerlich schwer zu steuern, da sich die Spannung ändert, wenn Sie Dinge verbinden / trennen. Fazit: Tun Sie es nicht, es funktioniert nur einigermaßen gut zur Steuerung winziger Ströme.

3) Es gibt viele andere Ansätze, aber ehrlich gesagt klingt in Ihrem Fall nur der Variac-Ansatz machbar. Beispiel: Sie könnten einen Triac-Dimmer ausprobieren, aber LEDs sind normalerweise nicht mit dem Dimmer kompatibel, sofern nicht anders angegeben (ihre mit Kondensatoren gespeisten Netzteile nehmen ohnehin Spitzenspannung auf, sodass der Dimmer nichts tut).

Also: Suchen Sie nach einem Variac geeigneter Größe (nicht kleiner als 12 W und größer ungefähr 2-mal, nicht 100-mal). Sie sind normalerweise wegen des ganzen Kupfers ziemlich teuer, aber sie funktionieren einfach. Denken Sie nur daran, die Wahleinstellung zu beobachten. Wenn Sie sie auf 100% einstellen, beträgt der Ausgang 220 V und Ihre LEDs überleben wahrscheinlich nicht. Probieren Sie es zuerst mit einer ~ 12W 220V-Glühlampe (oder zwei in Reihe geschalteten 110V-Lampen) aus, um zu verstehen, wie es funktioniert. Im Allgemeinen empfehle ich Ihnen, an billigen Lampen mit ähnlicher Leistung zu arbeiten und nur dann auf LEDs umzusteigen, wenn Sie mit Ihrem Dimmer / Controller zufrieden sind.

Vorsichtsmaßnahme: Die meisten amerikanischen Häuser haben einen 220-V-Zugang. Sie werden nur als "Trocknersteckdose" oder "Kesselsteckdose" bezeichnet und, wie der Name schon sagt, für die größten Lasten im Haus verwendet.Wenn Sie auf eine solche Steckdose zugreifen können, brauchen Sie keinen billigen Schritt nach oben.Auf der anderen Seite finden Sie möglicherweise einen Variac, der das Step-up ausführt oder im Step-up-Modus arbeiten kann. Dies ist ebenfalls einen Blick wert.

Beachten Sie jedoch, dass die USA-220-V-Steckdosen normalerweise für Hochstromgeräte (Herd, Trockner, Warmwasserbereiter usw.) verwendet werden und dass jedes Nicht-Hochstromgerät wahrscheinlich mit einem Sekundärstrombegrenzer (Sicherung, Leistungsschalter) verwendet werden sollte.nach dem Netzstecker, um Schäden und persönliche Gefahren zu begrenzen, wenn Ihr Gerät einen Kurzschluss beschließt.
user128351
2018-08-13 23:10:25 UTC
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schematic

simulieren diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab Sie benötigen keinen 240 bis 160 Transformator, um die Dimmspannung zu erhalten.Sie können einen 240 bis 80 mit angeschlossenem Sekundärteil verwenden, um das Primärteil zu bocken.Das Schema zeigt eine Buck-Verbindung (oder Boost-Verbindung), die die Sekundärspannung (zu oder) von der Primärspannung subtrahiert.Durch Vertauschen der Sekundärleitungen kann der Wert von Buck auf Boost geändert werden.Möglicherweise haben Sie genauso viele Probleme, 240 bis 80 wie 240 bis 160 zu finden, aber es ist eine andere Option.
MSalters
2018-08-14 03:46:32 UTC
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LEDs funktionieren natürlich nicht mit Wechselstrom, aber wahrscheinlich ist ein Diodenbrückengleichrichter enthalten.Dies ist ein Hinweis auf den Redneck-Dimmansatz: Das Wegwerfen einer Hälfte des Zyklus kann mit einer einzelnen Diode erfolgen und dimmt die LED effektiv auf etwa 6 W.Die meisten Menschen erkennen das 60-Hz-Flimmern nicht.

Denken Sie daran, dass die Diode Spitzenspannungen verarbeiten muss, also etwa 400 V Spitze für 220 V Wechselstrom.Und es ist eine gute Technik, auch eine Diode zu wählen, die den Spitzenstrom verarbeiten kann, der ungefähr 0,01 A betragen wird.

Nur zur Bestätigung: Dies bedeutet, dass Sie überhaupt nicht mit 160 VAC arbeiten.Sie verwenden entweder + 220 / -220 V für volle Leistung oder + 220 V / 0 V für gedimmt.

KD Mann
2018-08-13 23:59:06 UTC
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Warum nicht einfach 12 Dollar in einen leeren Transformatorkern investieren, 5 Dollar für eine Spule Magnetdraht und selbst aufwickeln?

https://www.ebay.com/itm/1set-PC40-E55-EE55B-11-11pins-Ferrite-Cores-bobbin-transformer-core-/151826270910

Oder noch besser (da LEDs sowieso immer mit Gleichstrom betrieben werden), werden die "Eingeweide" der AC-DC-Umwandlung aus diesen Einheiten herausgerissen und direkt mit Gleichstrom versorgt.Jede 5-V-Stromversorgung mit ausreichender Stromstärke (mit einem Strombegrenzungswiderstand geeigneter Größe) sollte diese LEDs einwandfrei aufleuchten lassen.
Hier ist ein anständiges Video über den Bau von DIY-Transformatoren ... https://www.youtube.com/watch?v=s6NyTprQCBI
"Wickeln Sie einen Hochspannungstransformator selbst" ist nichts, was ich jemandem empfehlen würde, der sich selbst als Neuling in EE bezeichnet.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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