Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Niedrigere Spannung = besserer Powerfaktor beim LED-Treiber


von Patrick L. (plumbus)


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Ich hab mal mein LED-Treiber durchgemessen bei 198V, 230V und 264V (also 
+-10% von 230V) und hab über den gesamten Arbeitsbereich einen besseren 
Powerfaktor bei 198V als bei 230V und bei 230V besser als bei 264V.

Jetzt frag ich mich natürlich warum? Kann mir das jemand erklären?

Es handelt sich um einen LED-Treiber mit max 85 Watt am Ausgang.

Vielen Dank.

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Patrick L. schrieb:
> einen besseren Powerfaktor
Was ist ein "Powerfaktor"?
Google kennt das Wort auch nicht und meint "Meintest du: power factor"
Dass sich der ändert ist ja eigentlich halb so schlimm, denn bei 
gleichbleibender Wirkleistung ändert sich abhängig von der 
Eingangsspannung lediglich der Blindleistungsanteil deines 
Schaltreglers.

> Ich hab mal mein LED-Treiber durchgemessen
Wie und womit?

> Es handelt sich um einen LED-Treiber mit max 85 Watt am Ausgang.
So einen selbst entwickelten? Oder einen fertig gekauften?

: Bearbeitet durch Moderator
von Patrick L. (plumbus)


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Lothar M. schrieb:
> Patrick L. schrieb:
>> einen besseren Powerfaktor
> Was ist ein "Powerfaktor"?
> Google kennt das Wort auch nicht und meint "Meintest du: power factor"

Es gibt Beiträge wo der Leistungsfaktor als "Powerfaktor" deklariert 
wird aber du hast Recht, das Wort gibt es nicht also entweder "Power 
Factor" oder "Leistungsfaktor"

> Dass sich der ändert ist ja eigentlich halb so schlimm, denn bei
> gleichbleibender Wirkleistung ändert sich abhängig von der
> Eingangsspannung lediglich der Blindleistungsanteil deines
> Schaltreglers.
>
>> Ich hab mal mein LED-Treiber durchgemessen
> Wie und womit?
>
Mit einem Leistungsmesser namens Yokogawa WT-210
>> Es handelt sich um einen LED-Treiber mit max 85 Watt am Ausgang.
> So einen selbst entwickelten? Oder einen fertig gekauften?
Einen gekauften

von Jörg R. (solar77)


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Patrick L. schrieb:
> Ich hab mal mein LED-Treiber durchgemessen bei 198V, 230V und 264V (also
> +-10% von 230V)

Das wären dann 253V bzw. 207V;-)

von Prometheus (Gast)


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Ohne jetzt tiefgehend drüber nachgedacht zu haben:

Die Eingangskondensatoren (oder auch im Netzfilter) sind ja da. Damit 
steigt die Blindleistung mit der Versorgungsspannung.
Gleichzeitig bleibt die Wirkleistung konstant, die ist ja geregelt. Was 
bedeutet, der Wirkstrom nimmt sogar noch ab.
Somit verringert sich der Leistungsfaktor.

Hab ich in der schnelle was übersehen?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Prometheus schrieb:
> Die Eingangskondensatoren (oder auch im Netzfilter) sind ja da. Damit
> steigt die Blindleistung mit der Versorgungsspannung.
Und in dieser Leistungsklasse ist bei dem Preis eine PFC offenbar nicht 
mit drin...
https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsfaktorkorrekturfilter

>>> Es handelt sich um einen LED-Treiber mit max 85 Watt am Ausgang.
>> So einen selbst entwickelten? Oder einen fertig gekauften?
> Einen gekauften
Salami: Welchen?

: Bearbeitet durch Moderator
von Patrick L. (plumbus)


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Jörg R. schrieb:
> Patrick L. schrieb:
>> Ich hab mal mein LED-Treiber durchgemessen bei 198V, 230V und 264V (also
>> +-10% von 230V)
>
> Das wären dann 253V bzw. 207V;-)

Dann hab ich mich nicht richtig ausgedrückt. Zulässiges Uin des 
LED-Treibers ist 220-240 V.

220*0,9 = 198V
240*1,1 = 264V

Lothar M. schrieb:
> Und in dieser Leistungsklasse ist bei dem Preis eine PFC offenbar nicht
> mit drin...

Ein PFC ist wegen IEC/EN61000 drin

Prometheus schrieb:
> Ohne jetzt tiefgehend drüber nachgedacht zu haben:
>
> Die Eingangskondensatoren (oder auch im Netzfilter) sind ja da. Damit
> steigt die Blindleistung mit der Versorgungsspannung.
> Gleichzeitig bleibt die Wirkleistung konstant, die ist ja geregelt. Was
> bedeutet, der Wirkstrom nimmt sogar noch ab.
> Somit verringert sich der Leistungsfaktor.
>
> Hab ich in der schnelle was übersehen?

Korrekt, Netzfilter ist sehr kapazitiv ausgelegt. Vielen Dank für den 
Input. Mir war nicht bewusst, dass die Blindleistung bei höherer 
Eingangsspannung steigt.

: Bearbeitet durch User
von Hans (Gast)


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Kleinere Spannung bedeutet mehr Strom.
Jede mir bekannte PFC ähnliche Regelung (z.B. auch PV wechselrichter) 
arbeitet besser (also genauer) wenn du sie nahe Volllast (in diesem Fall 
vom Strom ) betreibst.

73

von Falk B. (falk)


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Lothar M. schrieb:
> Patrick L. schrieb:
>> einen besseren Powerfaktor
> Was ist ein "Powerfaktor"?
> Google kennt das Wort auch nicht und meint "Meintest du: power factor"
> Dass sich der ändert ist ja eigentlich halb so schlimm, denn bei
> gleichbleibender Wirkleistung ändert sich abhängig von der
> Eingangsspannung lediglich der Blindleistungsanteil deines
> Schaltreglers.

Nö, verbreiteter Irrtum. Der power factor beschreibt die netzsynchronen 
Oberschwingungen des Eingangsstroms, welche bei klassischen 
Trafo+Gleichrichter Netzteilen einstehen. Ebenso bei aktiven PFCs (power 
factor correction sic!), welche auch nie ideal arbeiten, wenn gleich um 
Größen besser als Trafo + Gleichrichter. Praktisch beschreibt der power 
factor den Klirrfaktor des Eingangsstroms, sprich, wieviel Energie 
steckt in den Oberschwingungen im Verhältnis zur Grundwelle.

Das hat NICHTS mit Blindleistung und dem cos phi der klassischen, 
LINEAREN Wechselstromtechnik zu tun! Denn bei cos phi Betrachtungen hat 
man rein ohmsch, induktiv, kapazitive Lasten, welche KEINERLEI 
Oberschwingungen erzeugen, nur eine Phasenverschiebung zwischen Strom 
und Spannung!

Der Name ist international nicht strikt definiert, weshalb es hier oft 
und gern Verwechslungen gibt. Das hier ist NICHT gemeint, wenn gleich 
auch im Artikel der Bogen zum englischen power factor geschlagen wird! 
Trotzdem ist die Unterscheidung schwammig!

https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsfaktor

>> Es handelt sich um einen LED-Treiber mit max 85 Watt am Ausgang.

Nun ja, eine PFC hat meit die Eigenschaft, bei kleinerer 
Eingangsspannung mehr Strom zu ziehen und dabei wir, aus welchen Gründen 
auch immer, der Strom sinusförmiger, sprich die Grundschwingung hat mehr 
Energie als die Oberschwingungen, damit sinkt der Klirrfaktor und steigt 
der power factor.

https://en.wikipedia.org/wiki/Power_factor#Non-linear_loads

von Falk B. (falk)


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Patrick L. schrieb:
> Korrekt, Netzfilter ist sehr kapazitiv ausgelegt. Vielen Dank für den
> Input. Mir war nicht bewusst, dass die Blindleistung bei höherer
> Eingangsspannung steigt.

Das tut sie, das ist aber nicht die Erklärung des Phänomens. Jeder 
komplexe Widerstand (induktiv oder kapazitiv) wird bei höherer Spannung 
von mehr Strom durchflossen. Aber die Blindleistung des Netzfilters ist 
meist vernachlässigbar.

von Patrick L. (plumbus)


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Falk B. schrieb:
> Patrick L. schrieb:
>> Korrekt, Netzfilter ist sehr kapazitiv ausgelegt. Vielen Dank für den
>> Input. Mir war nicht bewusst, dass die Blindleistung bei höherer
>> Eingangsspannung steigt.
>
> Das tut sie, das ist aber nicht die Erklärung des Phänomens. Jeder
> komplexe Widerstand (induktiv oder kapazitiv) wird bei höherer Spannung
> von mehr Strom durchflossen. Aber die Blindleistung des Netzfilters ist
> meist vernachlässigbar.

Die Blindleistung des Netzfilters liegt zumindest laut Tridonic bei 6-9 
var. Ist aber über den gesamten Arbeitsbereich nahezu konstant.

Wenn man sich den THD absolut in Ampere anschaut fällt auf, dass sich 
die Blindleistung bei steigender Wirkleistung asymptotisch einem Wert 
nähert. Woran kann das liegen?

Ich würde einerseits gern wissen warum der Leistungsfaktor bei 
niedrigerer Spannung besser wird und worauf die Blindleistung neben dem 
Netzfilter und dem PFC Lückbetrieb zurückzuführen ist

von Prometheus (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Das hat NICHTS mit Blindleistung und dem cos phi der klassischen,
> LINEAREN Wechselstromtechnik zu tun! Denn bei cos phi Betrachtungen hat
> man rein ohmsch, induktiv, kapazitive Lasten, welche KEINERLEI
> Oberschwingungen erzeugen, nur eine Phasenverschiebung zwischen Strom
> und Spannung!

Jetzt wird es zugegeben schon langsam akademisch.
Ich kenne das was du hier beschreibst als Verzerrungsblindleistung.
https://de.wikipedia.org/wiki/Verzerrungsblindleistung

Was ich mit akademisch meine ist folgendes:
Letztlich beschreibt der cos(Phi) das Verhältniss von Wirkleistung zu 
Blindleistung. Und die höherfrequenten Stromanteile erzeugen auch 
Blindleistung. Aber ja, das ist trotzdem etwas anders als die 
"klassische" Blindleistung von 50Hz.

von Brömse (Gast)


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Prometheus schrieb:
> Letztlich beschreibt der cos(Phi) das Verhältniss von Wirkleistung zu
> Blindleistung

Du meintest wohl Wirkleistung zu Scheinleistung

von pcf (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Welchen?

Bestimmt maximal simpel - wieso auch nicht. Doch als Buck (wie Du ja
sagtest: Fehlende aktive PFC) wird sich die Stromflußphase bei stark 
erniedrigter V_in - je nach V_in/V_out halt - wesentlich verkürzen.

Was den Leistungsfaktor weit nach unten drücken kann. Trotz des im
höheren V_in Bereich sicherlich andersherum wirkenden Netzfilters.

von Patrick L. (plumbus)


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Und woher kommt jetzt die höhere Blindleistung bei höherer 
Eingangsspannung?

Ist der Text von Prometheus die einzige Ursache?

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Patrick L. schrieb:
> Ich würde einerseits gern wissen warum der Leistungsfaktor bei
> niedrigerer Spannung besser wird und worauf die Blindleistung neben dem
> Netzfilter und dem PFC Lückbetrieb zurückzuführen ist

Ich glaube, Du hast keine Ahnung, wie viele verschiedene Schaltnetzteile 
es gibt.
Nur bei Transformatoren sind allgemeine Aussagen möglich.

von pcf (Gast)


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Sven S. schrieb:
> (...) Du hast keine Ahnung, wie viele verschiedene Schaltnetzteile
> es gibt.

Auch (noch) keine zum Ausmaß der möglichen Diversionen. Topologie und
verw. Controller = essentielle Infos zur genauen 
Verhaltensermittlung/-darstellung.

Ohne Schaltplan ist wie so oft keine treffende Diskussion möglich.

von pcf (Gast)


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Prometheus schrieb:
> Letztlich beschreibt der cos(Phi) das Verhältniss von Wirkleistung zu
> Blindleistung. Und die höherfrequenten Stromanteile erzeugen auch
> Blindleistung. Aber ja, das ist trotzdem etwas anders als die
> "klassische" Blindleistung von 50Hz.

Ja/Nein? ;-) Das grenzte schon etwas an "gepflegtes Durcheinander".

Letzlich gilt der cos(phi) nur in der idealisierten AC-Betrachtung,
und nimmt man Verzerrungsblindleistung (z.B. die einer Graetz-Brücke
mit rein kapazitivem Ausgang (Elko), verglichen mit Buck (simpel mit
entscheidenden Nachteilen, aber - einzig durch die überlagerte RF -
eine gewisse "PFC"-Funktion, wenn auch passiv/nur als Rudiment) oder
aber Boost (als meistgebrauchte Art von PFC-Vorstufe) oder gleich
Buck-Boost (z.B. Single-Stage-Flyback mit inh. PFC-Funktion) zwecks 
Kleinspannungserzeugung) dazu, benötigt man den Power Factor...

von Armin X. (werweiswas)


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Viedeo anschauen und verstehen...

https://www.youtube.com/watch?v=u24iOGOaCMU

von Falk B. (falk)


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Armin X. schrieb:
> Viedeo anschauen und verstehen...
>
> Youtube-Video "220V 30W mains voltage LED (a better one)"

Nerviger Akzent^3 und viel sinnloses Geblubber.

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