Wie High-Power LED am effizientesten betreiben?

OP #6859301
Lesenswert?

Guten Abend Forum,
ich würde gerne meine LED (11V) mit einer 7,4V Batterie betreiben. Also 
bräuchte ich eine boost converter, dieser regelt ja aber nur die 
Spannung, deshalb bräuchte ich noch ein current limiter oder etwas in 
der Art, was möglichst wenig Strom in Wärme verbrät. Könnte ich mit 
einem current sensor den Strom messen und wenn der Strom zu hoch wird, 
die Spannung herunterregeln, oder reicht das nicht? Letztens habe ich 
auch ein Video von GreatScott dazu gesehen, in dem er ein boost 
converter hackt und ein current limiter dazubaut. In diese Art und Weise 
könnte ich mir es vorstellen, weiß aber nicht, ob das auch so 
funktioniert. Oder würdet ihr mir lieber eine andere Batterie empfehlen, 
sodass ich die Spannung nicht erhöhen muss?

Liebe Grüße und schönen Abend noch.

Video von GreatScott: https://youtu.be/8uoo5pAeWZI
#6859322
Lesenswert?

Aaron M. schrieb:
> Guten Abend Forum,
> ich würde gerne meine LED (11V) mit einer 7,4V Batterie betreiben. Also
> bräuchte ich eine boost converter,

Ja.

> dieser regelt ja aber nur die
> Spannung,

Nein. Es gibt heute TONNENWEISE Step Up Schaltregler mit STROMreglung, 
die explizit für LEDs gebaut sind.

https://www.maximintegrated.com/en/products/power/led-drivers.html/tab1?fam=led_drivers&hide=1354&1078=1%7C1
Gast #6859324
Lesenswert?

Du brauchst einen boost-Wandler, der direkt den Strom regelt.
Wenn man jetzt wüsste, wie biel Strom deine LED benötigt, könnte man 
einen empfehlen, aber das hast du NATÜRLICH verschwiegen.
AIC1634, AP3032, BP1601, XL6003, SDB628, sogar NCP3066 könnte es tun.
Gast #6859338
Lesenswert?

Aaron M. schrieb:
> Video von GreatScott: https://youtu.be/8uoo5pAeWZI

Nur weil der sich seines überzogenen Englisch bedient, um seinen 
deutschen Dialekt zu übertünchen, musst du das nicht nachmachen.
Sag einfach "Strombegrenzung" ;-)

Der große "Meister" der englischen Sprache füttert in den 
Rückkopplungseingang einfach an Stelle der heruntergeteilten 
Ausgangsspannung den Spannungsabfall über dem Shunt rein. Die 
Referenzspannung ist mit 1.23V allerdings relativ hoch, so dass im 
Vergleich zu anderen, noch relativ viel Wärme entsteht.
Der Strom wird dabei übrigens nicht verbraten, sondern der fließt 
einfach im Kreis. Deshalb heißt es auch "Stromkreis". Wärme entsteht 
erst durch den Widerstand. Wenn der Spannungsabfall am Widerstand auf 
die Referenzspannung geregelt wird, fließt genau so viel Strom, wie es 
das Ohmsche Gesetz vorgibt. Es gilt: Je größer die Referenzspannung, um 
so höher ist die Verlustleistung im Widerstand.
Gast #6859505
Lesenswert?

manche sachen von ihm sind schon recht gut erklärt .. muss man mal 
sagen.

Aber ich würde einen BOOST converter nehmen der grundsätzlich eine 
kleine Vfb spannung hat.  Der obere "widerstand" ist die LED - der 
untere ein Shunt gegen GND   dessen  wert der deinem gewünschten Strom 
entspricht.
Je kleiner die Vfb um so weniger wird der Shunt thermisch belastet.

Damit lassen sich 99% aller buck/boost converter grundsätzlich als LED 
treiber misbrauchen.
Gast #6859528
Lesenswert?

Alternativ kann man natürlich auch die Spannung am Shunt verstärken und 
dann dem Feedback Eingang zuführen.

Der Leerlauf wäre noch besonders zu betrachten. Denn dann kann die 
Spannung in Richtung unendlich ansteigen, was irgendwann dem IC und dem 
Ausgangs-Kondensator schadet.

Man könnte natürlich sagen "die Schaltung wird nie ohne Last (LED) 
laufen". Ich habe trotzdem eine Abneigung gegen Schaltungen, die sich 
selbst zerstören. Wenn's geht vermeide ich es gerne.
Gast #6859756
Lesenswert?

soll das eine Taschenlampe werden? Da gab es in der make 01/2015 mal 
eine einfache Bauanleitung. Der LPC810 wird allerdings nicht mehr 
produziert, lässt sich aber sicher noch auftreiben.
Für den ganzen Artikel möchte Heise Geld haben, ich hänge mal nur den 
Schaltplan an. In dem Artikel ist auch die SW drin, die kann man per 
USB-UART Adapter flashen.
Angehängte Dateien:
#6859779
Lesenswert?

Gerald B. schrieb:
> J. S. schrieb:
>> XL6005, arbeitet als KSQ mit eine Referenzspannung von 0,22V. Braucht
>> aber wirklich den Eingangselko zum Funktionieren.
>
> Der braucht lt. DB min 8V zum Funktionieren, der TO braucht aber ab 6V
> (fast leerer 2S LiPo)

Stimmt nicht, laut DB sind es 3,6V und real laut meinen Versuchen fängt 
sie sogar bei ~2,8V an zu arbeiten, was gut zur Entladeschlussspannung 
einer Li-Zelle passt.
Gast #6860196
Lesenswert?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Alternativ kann man natürlich auch die Spannung am Shunt verstärken und
> dann dem Feedback Eingang zuführen.
>
> Der Leerlauf wäre noch besonders zu betrachten.

Das Prinzip kann man der angehängten Schaltung entnehmen, da werden 
sowohl der Strom als auch die maximale Spannung geregelt. Ich denke, das 
funktioniert mit fast jedem beliebigen Spannungsregler-IC.
Angehängte Dateien:
Gast #6860675
Lesenswert?

Christian S. schrieb:
> Wenn Du so etwas aufbaust wie im Link, bist Du nicht ganz falsch
> unterwegs:

Bloss: wenn er jetzt so anfängt wie du vor 40 Jahren, wie soll er die 
vergangenen 40 Jahre je wieder aufholen bis er zur aktuellen Lösung 
kommt mit einem der inzwischen genau für die Anwendung konstruierten ICs 
die weniger drumrum benötigen und dafür deutlich besseren Wirkungsgrad 
bieten ?

Die 78S40 Lösung ist auch 40 Jahre alt.

Johannes S. schrieb:
> Der LPC810 wird allerdings nicht mehr produziert

Auch veraltet also.

Dabei wurden reichlich aktuelle Chips genannt, Schaltplan in den 
Datenblättern.
#6861101
Lesenswert?

Er kann ja die 40 Jahre alte Konstruktion mal inhalieren und danach mit 
geballtem Wissen sich für so ein aktuelles IC entscheiden, das gleich 
alles bietet. Nur könnte es sein, daß er dann tief in die SMD-Löttechnik 
einsteigen oder sich ein passendes fertiges Board bestellen muß.
Die 40 Jahre kann er durch Krümmung seines Raumes, in dem er 
experimentiert, wieder aufholen :-)

mfG
#6862770
Lesenswert?

Ich habe den XL6006 dimmbar gemacht. Der Dimmeingang kann per PWM 
ziemlich beliebigen Pegels angesteuert werden. Der Ausgang ist gegen 
Hochlaufen mittels 56V Zenerdiode geschützt.
Unbestückte Leiterplatten habe ich da. Unvereinzelte Boardnutzen bis 3 
Stück für RGB sind so ebenfalls möglich
Platinengröße 33 x 100 mm, doppelseitig. Teils SMD, kleinster Pitch 
SOT23 und 1206.
#6862781
Lesenswert?

Ich frage mich, warum sein Frage schon 4 Negativpunkte bekommen hat?! Er 
hat ein Problem, hat sich damit auseinander gesetzt, hat eigene 
Lösungsvorschläge gemacht und trotzdem wird das negativ ausgelegt.
Dazu hat er vollständige Sätze formuliert und Satzzeichen genutz.

Ich frage mich, was mit diesem Forum los ist....
Gast #6862788
Lesenswert?

Aaron M. schrieb:
> Guten Abend Forum,
> ich würde gerne meine LED (11V) mit einer 7,4V Batterie betreiben.

Boost-LED-Treiber sind gängige Standardware, etwa für 
display-Backlight-Strings.

Kuck mal bei Onsemi (ehemals Fairchild) oder TI, die haben ein nettes 
Sortiment.

Du hast leider keinen Strom genannt. Aber so als Beispiel:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps92360.pdf?ts=1635489647279&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FTPS92360

SC70 ist Geschmackssache, aber musst du halt im Selektor kucken.
Gast #6862912
Lesenswert?

Rabe schrieb:
> Stimmt es, das gepulster Betrieb (PWM) mit erhöhtem Strom (thermischer
> Mittelwert) effizienter sein kann, da die Trägkeit des Auges ausgenutzt
> wird?

Im Gegenteil, es wird viel schlechter als entsprechendes Gleichlicht aus 
der selben LED. Das Auge bildet einfach nur den arithmetischen 
Mittelwert, es kann nichts dazu gemogelt werden. Außerdem sinkt die 
Effizienz einer LED mit dem Strom deutlich ab, schon im 
Normalstrombereich locker um 20%. Wenn man die überstromt, wird das noch 
viel schlimmer. Ab etwa dem 3-fachen Maximalstrom steigt die Helligkeit 
gar nicht mehr an.

Bei PWM läuft die LED immer mit Maximalstrom, also immer mit geringster 
Effizienz. Wenn man z.B. statt 50% PWM halben DC-Strom einstellt, 
bekommt man deutlich mehr Licht, oder braucht für bei gleich viel Licht 
deutlich weniger Leistung.
Gast #6864324
Lesenswert?

ArnoR schrieb:
> Bei PWM läuft die LED immer mit Maximalstrom, also immer mit geringster
> Effizienz. Wenn man z.B. statt 50% PWM halben DC-Strom einstellt,
> bekommt man deutlich mehr Licht, oder braucht für bei gleich viel Licht
> deutlich weniger Leistung.

Das kannst du vielleicht messen, aber sehen tust du das nicht, solange 
du nicht zwei unterschiedlich betriebene LEDs direkt nebeneinander 
montierst.
Der Unterschied im Wirkungsgrad sollte im Datenblatt der LED angegeben 
sein - um welche handelt es sich eigentlich?
#6864329
Lesenswert?

542325 schrieb:
> manche sachen von ihm sind schon recht gut erklärt .. muss man mal
> sagen.

Mag sein, doch der hammerharte toitsche Dialekt wirkt doch arg 
abschreckend.
Besser er bliebe in seiner Muttersprache, da ginge es dann (vielleicht).
Wenn Englisch dann Muttersprachler wie Dave - eben hyperaktiv - oder 
bigclive zum runterkommen oder Mr. Carlson oder oder oder (hauptsache 
native speaker), da lernt man evtl sprachlich noch was dazu.
Aber Deutsche, Italiener (besonders schlimm), Inder, etc, die versuchen 
einem mit starkem Dialekt 'Englisch' zu verkaufen...nee danke.
Schlimmer sind nur diejenigen, die garnix zum Thema - 
selbstverstaendlich immer DIE geniale Neuerfindung des Rades - sagen und 
stattdessen nur irgendeine dumme Dudelmucke in den Tonkanal speisen..
OP #6872027
Lesenswert?

Guten Abend, nochmal zu der LED, sie läuft mit 12V und 780mA. Ich würde 
die Helligkeit indirekt durch den Arduino regeln, also mit dem LED 
Treiber. Am liebsten aber über den DC-Strom, also ohne PWM, da es ja 
anscheinend Vorteile mit sich bringt (bessere Effizienz). Gibt es schon 
fertige LED Treiber Module oder muss ich mir den IC holen und alles 
selber zusammen löten?

Vielen Dank und einen schönen Abend noch.

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren