HowTo: Verringern des Stroms der 8x3W 230V-KSQ

Anleitungen für "hausgemachte" LED Projekte

Moderator: T.Hoffmann

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Scorpion
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Mo, 26.07.10, 22:56

im ersten Beitrag steht, sollte man einen Poti verwenden so sollte dieser mind. 1W haben. Ich habe vor eine 350mA KSQ mit einem poti "variabel" zu machen. allerdings ist es ein ding der Unmöglichkeit ein 1W Poti mit rund 100 Ohm zu einem Preis zu finden der einen nicht aus den Latschen haut. wieviel Watt muss den der Poti mindestens abkönnen? gibt es denn ncoh eine andere lösung? ich will drei KSQs umrüsten aber allein für die Potis müsste ich da schon rund 30 € hinlegen !
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Achim H
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Mo, 26.07.10, 23:14

Sind die Potis vergoldet oder warum sind die so teuer?

4 Watt Drahtpotis gibt es bei Reichelt für 2,80 Euro. Link
2 Watt Spindelpoti (10 Umdrehungen) gibt es im gleichen Shop für 5,95 Euro. Link
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Scorpion
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Di, 27.07.10, 11:40

mh ich hab eindeutig beim/bei den falschen anbieter geschaut, danke für die Hilfe, reichelt ist mir beim besten Willen nichtmehr eingefallen. wenn ich das etwas durchrechne dann seh ich, dass der strom nicht linear zum Widerstand verläuft, also wäre ein Logarhytmisches Poti doch eigentlcih sinnvoller? lässt sich das irgendwie umgehen? LOG potis sind nämlich leider ziemlich rar (oder ich bin schonwieder zu blöd zum schaun...)

Danke schonmal Gruß Scorpion
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Di, 27.07.10, 15:10

Bleib beim linearen Poti. Bei einem logarithmischen Poti ist die Verzerrung (Drehwinkel zu Stromänderung) bedeutend größer.

Andererseits wäre mit einem logarithmischen Poti eine Feineinstellung im oberen oder unteren Einstellbereich möglich ...
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Scorpion
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Do, 29.07.10, 13:48

ja stimmt hab da grad ne Log kurve mit ner Wurzel kurve verwechselt, ind demfall ist Linear besser.

Ich habe mir nun diese KSQ rausgesucht. mein problem mit den anderen KSQs ausm Shop war, die Ausgangsspannung, ich hab 8 RGB LEDs und will für jede Farbe eine KSQ. teilweise haben die KSQs aber ne mindestausgangsspannugn von 30V (8 + 3,5V = 28V) was also nciht geht, andere wiederum bringen nur maximal 10V was zuwenig wäre, hab nun die oben genannte KSQ mit 15 - 36 V ausgangsspannung gefunden, was genau richtig wäre (8* 2,5Vrot = 20V und 8 * 3,5 Vblau/grün = 28 V) allerdings ist das eine 700mA KSQ, ich würde sie umbauen den einen 3,3 Ohm Leistungswiderstand rausnehmen so, dass maximal 350 mA fließen und in reihe zum Widerstand noch einen 100 Ohm Poti um die Farben zu dimmen und so stufenlos fast alle farben wieder geben zu können. Wenn ich die KSQ allerdings auf 350 mA umbau, erhöt sich dann die minimale Ausgangsspannung und cih hab den gleichen salat wieder? oder bleibt die Ausgangsspannung bei 15 - 36 V?

danke im vorraus Gruß Scorpion
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Achim H
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Do, 29.07.10, 20:04

Wenn ich die KSQ allerdings auf 350 mA umbau, erhöt sich dann die minimale Ausgangsspannung und cih hab den gleichen salat wieder? oder bleibt die Ausgangsspannung bei 15 - 36 V?
Das Schaltnetzteil mit den nachgeschalteten Led-Vorwiderständen (was anderes ist es im Grunde nicht) kann nur eine max. Spannung liefern. Änderst Du die Widerstände, änderst Du im Endeffekt nur den Strom zu den Led, nicht jedoch den Output des Netzteil.

Schematisch betrachtet sieht die Konstantstromquelle so aus (nur Ausgangsteil):
schematik.png
Der Optokoppler-Feedback (die IR-Diode nebst vorgeschalteter Z-Diode, Widerstände, usw.) hat keinerlei Einflüsse auf die Ausgangsspannung oder dem Strom zu den Leds und dient nur dazu, dem primären Teil (dort wo die Spannung geswitcht wird), mitzuteilen, dass der Ausgang eine Spannung liefert. Weder wird über eine Frequenz im IR-Licht noch anderswie irgendetwas ausgewertet. Entweder leuchtet die IR-Led oder nicht.
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Do, 29.07.10, 20:20

Es gibt noch eine Limitierung der Ausgangsspannung per Zener-Diode. Wäre die nicht da, würde nur der Sieb-Elko die Spannung begrenzen(und dabei kaputtgehen, evtl. platzen), 80 bis 150 Volt sind dann schon vorstellbar. Wäre der auch nicht mehr da, dann könnten auch mehrere Tausend Volt rauskommen, es würden Funken sprühen, der Schaltnetzteil-Übertrager wäre innerhalb kürzester Zeit durchgeschlagen und damit unbrauchbar, außerdem würden brennbare Stoffe Feuer fangen.
So wie Achim es gezeichnet hat, entspricht das nicht ganz der Schaltung, Achim Schaltplan enthält keinerlei Begrenzung der Spannung. Bei der 700mA-KSQ ist eine 36V-Z-Diode drin, die so verschaltet ist, dass bei erreichen ihrer Durchbruchspannung ebenfalls die 'LED des Optokopplers leuchtet und damit der Primärseite mitgeteilt wird, dass runtergeregelt werden muss.

Jetzt bekomme ich gerade Angst... was wird wohl passieren, wenn der Optokoppler, z.B. dessen LED defekt ist oder einer der beteiligten Widerstände einen Bruch hat... Dann begrenzen nur noch evtl. angeschlossene LED die Spannung (beruhigend, also immerhin redundant), die Leistung würde aber hochgeschraubt bis zur Überhitzung. Ohne LEDs würde wegen zu hoher Ausgangsspannung der Ausgangs-Elko platzen...
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Do, 29.07.10, 20:32

mh also die frage von CRI hat natürlich was *gg* aber cih hoff oder vermute dass da noch irgendwleche sicherungen eingebaut wurden? aber gut ich amg mal nciht alles in frage stellen, das einzige was mich noch wundert, warum wrid die Ausgangsspannung nach untenhin im shop überhaupt begrenzt wenn es doch eigentlcih keine grenze gibt? nach oben hin ist klarirgendwann fließt zuviel leistung durch das gerät und es wird heis aber nach unten? oder ist es möglcih das die KSQ eben nicht unbegrenzt runterregeln kann und eine mindest abnahme benötigt?
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Do, 29.07.10, 20:54

das einzige was mich noch wundert, warum wrid die Ausgangsspannung nach untenhin im shop überhaupt begrenzt wenn es doch eigentlcih keine grenze gibt?
Ich denke mal, weil am Ausgang kein Preload-Widerstand vorhanden ist. Der sorgt für einen minimalen Strom. Ist vielleicht auch ein Grund, warum man SNTs immer primärseitig schalten soll und nicht sekundär.
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Fr, 30.07.10, 08:05

Nicht SNTs, sondern KSQ sollte man nie Sekundärseitig schalten, jedenfalls dann nicht, wenn sie so aufgebaut sind wie diese (Ein sekundärseitiges Einschalten killt die LEDs)

Die Begrenzung nach unten hin hängt mit dem verwendeten Schaltnetzteil Übertrager zusammen, bzw. dem genrellen, recht simplem Aufbau dieser KSQ, es funktioniert allerdings und die Verlustleistung wird auch nicht übermäßig hoch, vermutlich wäre es nichgtmal schädlich dauerhaft nur eine LED zu betreiben --- aber den deutlich hörbaren Summton durch die sehr niedrig gewordene Schaltfrequenz will innerhalb der Wohnung garantiert niemand ertragen.
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Scorpion
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Fr, 30.07.10, 20:00

heist das dann, dass die KSQs anfangen mit Summen wenn ich sie auf 350 mA und weniger mit einem Poti drossle? Das wäre natürlich auch sehr schade. allgemein um weiteren nervigen fragen meinerseits aus dem weg zu gehn, ist mein Vorhaben die oben genannte KSQ so zu drosseln möglich und was für unerwünschte nebenfolgen könnte das habe oder hat das?

danke Gruß Scorpion
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Fr, 30.07.10, 21:04

Ich behaupte einfach mal, dass da gar nichts fiepen oder pfeifen wird. Normale Schaltnetzteile pfeifen auch nicht, wenn nur eine sehr kleine oder überhaupt keine Last angehängt ist, warum sollte das bei einer netzspannungsbetriebenen Konstantstromquelle (ist auch nur ein Schaltnetzteil mit nachgeschalteten Widerständen) anders sein.

Bei den Konstantstromquellen, die mit Gleichspannung laufen, könnte ich mir das Pfeifen schon eher vorstellen.

mfg Achim
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Fr, 13.08.10, 16:06

Also vorhin sind meine KSQs ( 700mA 15-36V) gekommen, gleich ausgepackt, einen Widerstand ausgelätet dafür einen 100Ohm Poti rein (nun ist also der noch verbleibende 3,3 Ohm widerstand in Reihe mit dem Poti also max 103 Ohm) alles zugemacht und verkabelt und probiert (nein mir ist nciht gleich alles um die ohren geflogen *g* hab ja nur auf der sekundärseite gebastelt und wieder alles schön isoliert und verschlossen), wenn das Poti auf "0" gedreht wird leuchten alle LEDs schön mit ca 350 mA wird der Widerstand des Poti vergrößert werden die LEDs dunkler auch sehr schön, aber ab einer gewissen größe des Potis werden die LEDs plötzlich nicht mehr dunkler sondern fangen an zu Pulsieren??? Frequenz ca 2 -3 Hz. Ich hab den strammen Verdacht die KSQ kann man gar nicht bis " fast 0 mA" runterregeln?!? kann mir da jemand weiterhelfen? wäre schon sehr kuhl wenn ich es irgendwie soweit runtergeregelt bekommen könnte, dass die LEDs nur noch ganz leicht "glimmen" ( ein paar mA eben)

Gruß Scorpion

Edit: Hab zudem gerade n Helligeits check gemacht weil sich die LEDs wirklcih nur minimal verdunkelt haben bevor sie zu pulsieren angefangen haben, mein dazwischen geschaltetes Multimeter zeigte 6 mA an. dachte aber das kann kaum sein die waren noch so gell, das muss n fehler auf grund des pulsierens sein. nun hab ich mal 6 mA auf die LED gelassen aber die ist imer noch so hell dass es schon helle flecken hinterlässt auf der netzhaut wenn man längerezeit reinschaut! kann das denn sein wenn die LED auf 350 mA ausgelegt ist? kann sie bei 6 dann ncoh sooo helll sein??? oder trügt mich da mein absolut subjektives auge ? Hab gerade im Datenblatt nachgesehn im dortigen sehr ungenauen diagramm liest man bei rund 10mA noch 0,05 Relative Luminous Flux! also fast nichts mehr!
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Fr, 13.08.10, 22:21

kann sie bei 6 dann ncoh sooo helll sein???
Ja.
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Sa, 14.08.10, 07:19

Scorpion hat geschrieben: kann das denn sein wenn die LED auf 350 mA ausgelegt ist? kann sie bei 6 dann ncoh sooo helll sein??? oder trügt mich da mein absolut subjektives auge ? Hab gerade im Datenblatt nachgesehn im dortigen sehr ungenauen diagramm liest man bei rund 10mA noch 0,05 Relative Luminous Flux! also fast nichts mehr!
Stimmt alles.
Der Faktor, der dich da verwundert, ist dein eigenes Auge. Das ist nämlich logarithmisch, damit du im dämmernden noch genauso gut gucken kannst, wie bei voller Sonneneinstrahlung. Da liegt von der Beleuchtungsstärke her auch ein Faktor von 10.000 zwischen.

Hinzu kommt noch, dass du in die LED rein geguckt hast. Wenn du mit den LEDs mal einen Raum ausleuchten lässt, wirst du merken, dass die 6mA auch fast nichts mehr sind.
Die Blendwirkung der LED ist aber trotzdem noch enorm, da die Lichtintensität aufgrund des kleinen Chips und des relativ großen Lichtstromes sehr hoch ist.
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Scorpion
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Sa, 14.08.10, 09:12

mh okay, sowas hatte ich schon befürchtet. was mir aber gerade auffällt, wenn ich die RGB farben mische, und eine farbe heller ist als die andere, dann müsste das auge die Iris auch soweit zumachen, dass die 6mA auch aussehn wie 6 hoff ich mal :D

jetzt bleibt nur noch dieses pulsieren der KSQs. ich vermute da dass wahrscheinlich nicht genug energie abgenommen wird (bei 6 statt 700mA*g*) und sich die "angstaute" energie irgendwie aus irgendwlechen mir nicht erfindlcihen gründen pulsartig entlädt, wenn ich wüsste dass das der KSQ nicht schadet wäre das schonmal ganz gut, besser wäre natürlich wenn ich das hinbekommen könnte ohne das pulsen, aber mit meinen noch beschrängten kenntnissen geht das noch nicht so recht ...
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Achim H
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So, 15.08.10, 01:25

ich vermute da dass wahrscheinlich nicht genug energie abgenommen wird (bei 6 statt 700mA*g*) und sich die "angstaute" energie irgendwie aus irgendwlechen mir nicht erfindlcihen gründen pulsartig entlädt
Wohin sollte sich die Energie entladen?
Zurück in den Trafo geht nicht, da hängt eine Einweg-Gleichrichtung (Diode) davor. Und in der anderen Richtung sind nur die IR-Diode im Optokoppler (dessen Strom wird mit Z-Diode und Z-Dioden-Vorwiderstand) eingestellt und das was Du drangebaut hast. Da ist nichts, was den Inhalt des Kondensator schlagartig aufbrauchen könnte.

Der Ladeinhalt des Ausgangskondensator entlädt sich nur ganz langsam, wodurch die IR-Diode im Optokoppler sehr lange Licht an den IR-Transistor senden kann. Das Licht bricht irgendwann ab und dann dauert es eben wieder etwas (wie beim ersten Anfahren nach dem einschalten), bis der nächste Impuls primärseitig eingespeist und durch den Trafo umgesetzt den Ausgangskondensator wieder lädt. Diese Spannungspitze macht sich durch einen Puls bemerkbar.
tinyswitch_pulse.png
Das IC (der Switch) braucht etwas Zeit, um sich auf ein Level einzupendeln. Das erste Anfahren ist immer ein Peak.

Ein paar Impulse und die IR-Diode sendet wieder an den primären Teil. Der Switch schaltet ab. Da der Kondensator aber nicht wie im normalen Betrieb kontinuierlich aufgeladen wird, schaltet auch der Switch immer nur für ein paar Impulse ein und aus. Im Normalbetrieb sorgt die angehängte Last dafür, das der Kondensator schnell entladen wird. Wenn aber nichts (oder so gut wie nichts) verbraucht wird, dann verlängert sich die Zeit, bis das Licht der IR-Diode ausgeht.
Aus einer schnellen Taktung (128 bis 136kHz beim TNY263 bis 268) wird eine extrem langsame (nur ein paar Impulse pro Sekunde).

mfg Achim
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So, 15.08.10, 18:07

Ich denke, dass das Controller-IC Unterlast erkennt und abschaltet, vielleicht schaltet das Ding auch in einen Low-Power-Stand-By-Mode (ist ja nicht unbedingt ein IC speziell für LED-KSQs, sondern eher ein normales Schaltnetzteil-IC.

Ein Glimmen wird man wohl nur erreichen, wenn man eine Künstliche Last in Form eines Widerstandes parallel zu den LEDs schaltet --- der sollte natürlich ausreichend dimensioniert sein, damit er nicht abraucht und außerdem senkt er natürlich den Wirkungsgrad.
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Mo, 16.08.10, 04:54

Ich denke, dass das Controller-IC Unterlast erkennt und abschaltet
Nicht wirklich.
Solange die IR-Diode noch Licht abgibt, schaltet auch der Transistor im Optokoppler (der ist direkt mit dem Feedback-Eingang des Switch verbunden).
So wie Achim es gezeichnet hat, entspricht das nicht ganz der Schaltung, Achim Schaltplan enthält keinerlei Begrenzung der Spannung. Bei der 700mA-KSQ ist eine 36V-Z-Diode drin, die so verschaltet ist, dass bei erreichen ihrer Durchbruchspannung ebenfalls die 'LED des Optokopplers leuchtet und damit der Primärseite mitgeteilt wird, dass runtergeregelt werden muss.
Die 36V Z-Diode ist drin, weil die max. mögliche Ausgangsspannung der Konstantstromquelle 36V beträgt. Diese 36V müssen aber überschritten werden, damit die Durchbruchspannung der Z-Diode einsetzen kann. Die IR-Diode im Optokoppler benötigt ca. 1,25V. Wenn die IR-Diode leuchtet, wird auch der IR-Transistor im Optokoppler angesprochen. Und dieser ist direkt mit dem Feedback-Pin des Switch verbunden und wird dann abgeschaltet.
Wäre die nicht da, würde nur der Sieb-Elko die Spannung begrenzen(und dabei kaputtgehen, evtl. platzen)
Die Z-Diode ist nicht groß genug, um die Ausgangsspannung zu stabilisieren: max. 36V x 700mA = 25,2 Watt. Und der Elko ist nicht umsonst ein 100V-Typ, obwohl die max. Ausgangsspannung nur 36V beträgt. Allerdings ist die Kapazität auch nur 100µ, entsprechend schnell leer. Da der Switch aber immer wieder einschaltet, wenn die IR-Led kein Licht mehr sendet, wird der Kondensator kontinuierlich nachgeladen. Die Z-Diode ist nur für die IR-Diode im Optokoppler gedacht und für nichts anderes.
Wäre der auch nicht mehr da, dann könnten auch mehrere Tausend Volt rauskommen
Typisch werden die Transformatoren mit gepulster Gleichspannung ab ungefähr 120V bis ca. 385V versorgt. Die Wicklung von Netzteilübertragern (nicht Sperrwandler) ist immer so ausgelegt, dass die Ausgangsspannung kleiner als die Eingangsspannung ist. Der Switch ist ein 700V Mosfet.
Schau Dir die Transformatoren doch mal an. Bei Würth findest Du Unmengen davon. Datenblätter sind ebenfalls vorhanden.
Leistungsübertrager
Damit man sich nicht dumm und dusselig sucht, sind die Transformatoren vorsortiert für ICs (Switches) von diesem oder jenem Hersteller.

Zugegeben, Würth ist nicht das Maß der Dinge, aber einen ganzen Haufen solcher Transformatoren findet man doch. Es gibt neben Würth auch noch andere Hersteller von Netzteilübertrager.

Die Bezeichnung Konstantstromquelle ist irreführend. Es handelt sich schlichtweg um ein Schaltnetzteil mit nachgeschalteten Widerständen. Auch der Switch im primären Teil ist der Gleiche (wenn auch ein anderen Typ), wie er auch in Schaltnetzteilen vorzufinden ist.
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Selbstverständlich wird die Z-Diode nur genutzt, um den Optokoppler zu versorgen, hatte ich bloß nicht erwähnt. Aber deren Kennlinie ist i.d.R. nicht so perfekt, so dass sie bereits VOR erreichen ihrer Nennspannung ein wenig leitend wird. Deshalb sinkt vermutlich auch der LED-Strom immer weiter ab, je näher man an die maximal mögliche Spannung kommt.

Das mit den Windungszahlen hatte ich aber nicht bedacht: sicherlich hat die Sekundärwicklung weniger Windungen, als die Primärwicklung, so dass weniger als die Netzspannung rauskommen würde, wenn keinerlei Begrenzung greifen würde.
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Eine gewisse Überspannung wird es allerdings trotzdem geben, weil das Magnetfeld durch die harten, nicht sinusförmigen Impulse schneller zusammen bricht als aufgebaut wird. Die Flussänderung ist also stärker und die Spannungsspitze höher.
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Da wäre die Frage, wieviel Intelligenz noch im Controller steckt und ob der mit Open Drain arbeitet oder Push-Pull (IMHO unwahrscheinlich).
Die höhere Spannung entstünde dann ja Primäseitig und das Schaltregler-IC wäre damit hinüber, was dann evtl. umgehend die Eingangsseitige Sicherung zum Schmelzen bringen würde.
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Controller hört sich echt hochgestochen an, aber was anderes ist das Bauteil für knapp über 1 Euro nicht.

Ich habe mal ein Blockschaltbild eines Switch rausgekramt:
tny263_block.png
Der interne Fet schaltet im Prinzip nur die Source-Drain-Strecke durch. An den beiden anderen Eingängen hängen ein Kondensator und der Transistor des Optokoppler (siehe nachfolgende Applikation).

Bild

Das IC ist übrigends wieder eines mit einer Zahnlücke. Das IC hat zwar 7 Pins aber nur 4 Kontakte. Source hängt an Minus der Eingangsspannung und das gleich 4mal (= 4pins).

Bild
Es gibt auch andere Bauformen, zum Beispiel die ICs von On Semiconductor (überwiegend SOT-233 Gehäuse), die haben aber auch nur 4 Anschlüsse.
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Do, 19.08.10, 19:19

Mal angenommen, aus irgendwelchen ungeklärten umständen würden sich beide Widerstande (auf der Platine mit R9 und R10 gekennzeichnet, also die, welche in reihe mit den LEDs geschalten sind und zur stromeinstellung dienen) an mind. einem Kontakt lösen, bzw auf gut deutsch; man lötet beide aus, was würde dann geschehen? dürde die Spannung sehr hoch gehn weil die Diode am Optokoppler nicht merh leuchtet und die KSQ erst dann runterregen würde oder bleibt alles aus weil die KSQ "merkt", dass was nicht simmt?

wenn ich die KSQ mit einem ein/ausschalter versehen möchte, allerdings aus isolationsgründen eher ungern auf der 230V seite, wäre es eine möglichkeit die unterbrechung an dieser Stelle anzubringen? oder fällt das auch unter "beschaltung auf sekundärer seite"?
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Do, 19.08.10, 19:38

Wenn du beide Widerstände auslötest, dann ist der Strom verschwindend gering. Nämlich gerade mal so groß, dass die Diode im Optokoppler zu leuchten beginnt.
Denn durch die fehlenden Shunts kann ja nun kein Strom mehr um den Optokoppler herum geleitet werden.

Ich glaube allerdings auch daran, dass es der Optokoppler nicht überleben könnte, wenn man die Shunts entfernt, denn dann liegt erstmal schlagartig die volle Spannung aus dem Ladeelko da an. Zum kompletten schalten also nicht wirklich geeignet.
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