Der LED-Vierweggleichrichter

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Dank an Horst Bulthaup von http://www.sen-con.de/, der die Idee hatte, einen Vierweggleichrichter aus vier LEDs zur Veranschaulichung mit einem Sinus vn 1 Hz anzusteuern. Die einfachste Lösung für mich war dabei die Verwendung meines Zweikanal-DDS-Generators mit dem CH32V003. Das Programm DDS2.tls musste dazu nur auf eine andere Verzögerungszeit und den Phasenunterschied von 180 Grad geändert werden. Tatsächlich verwende ich hier nur eine Frequenz von 0,1 Hz, denn 39 ms * 256 = ca. 10 s.

              Rem DDS2c
              Rem 10 Vss
0x21F4 Call L244:
0x0300 C = 0
0x04A4 D = 164
              L1:
0x3700 A = C
0x3400 B = A
0x3A00 A = [B+]
0x4300 PWM1 = A
0x3500 A = B
0x3600 C = A
0x3900 A = D
0x3400 B = A
0x3A00 A = [B+]
0x4400 PWM2 = A
0x3500 A = B
0x3800 D = A
0x1927 Delay ms = 39
0x3A00 A = [B+]
0x0200 B = 0
0x2003 Jmp L 1:

Die PWM-Signale werden mit einfachen Tiefpassfiltern geglättet. An jedem entsteht eine Sinusspannung mit 5 Vss. Weil beide gegenphasig gesteuert werden, hat man zwischen beiden Ausgängen im Leerlauf ca. 10 Vss. Unter Last werden noch ca. 9 Vss erreicht. Man sieht in den Spitzen leichte Verzerrungen, wo die Dioden gerade leiten

Die Spannung am Ladeelko zeigt, dass der Elko mit Impulsen der doppelten Frequenz geladen wird, einmal an der positiven Spitze und einmal an der negativen Spitze. Während die Spannung am Elko ansteigt, fließt Strom, und jeweils zwei der LEDs leuchten. Die aktiven Phasen machen nur ca. 20% der Gesamtzeit aus. Man sieht jeweils ein kurzes Aufleuchten. Die Ladespannung erreicht in den Spitzen gerade einmal 1 V. Daraus kann man die LED-Durchlassspannung ableiten: (4,5 V - 1 V) / 2 = 1,75 V. Mit Si-Dioden wären die Verluste wesentlich kleiner, aber dafür leuchten sie nicht so schön.

Die Versuche könnte man noch beliebig erweitern. Unterschiedliche Lastwiderstände, andere Frequenzen, Änderung der Kapazität des Ladeelkos sind möglich. Und man könnte versuchen, bei jeder Änderung vorab abzuschätzen, was sich ändert.

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