Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED @400mA, 3V aus 3 AA AKKUS


von Johannes R. (mechatrix)


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Hey liebe Leut,

eigentlich gibts ja unzählige Beiträge zum Thema LED, leider bin ich 
trotzdem nicht fündig geworden...
Also ich müsste ein Luxeon Rebel LED aus 3 AA Akkus versorgen, laut 
Datenblatt mögliche Betriebspunkte auf der Kennlinie
bei 3   V ca 380 mA,
    3,1 V ca 450 mA,
    3,2 V ca 700 mA
Da ein Akkusatz eh nicht besonders lange halten wird würde ich gerne so 
im Bereich zwischen 400 und 500mA arbeiten, Helligkeit genügt trotzdem, 
soeben getestet.
Mit den 3 Akkus komm ich voll geladen auf eine Spannung 3x 1,2V= 3,6 V
wenn sie aber fast leer sind auf nur noch               3x 0,9V= 2,7 V
also unterhalb der 3V um die rumm die LED laufen soll..
Ich würd die Akkukapazität gern voll ausnutzen und bin auf der suche 
nach einer möglichst effizientent Schaltung, bin mir aber nicht so 
sicher wie ich jetzt ran gehen soll... ich brauch ja ne 
Konstantstromquelle.. aber wie soll ich des bewerkstelligen?
Erst mal Step-Up um für die Konstantstromquelle nen konstanten 
Eingangstrom zu erzeugen? Oder ist des zu umständlich/Verluste eher zu 
hoch?
Ach ja zwecks sparsamer Betrieb, mach getackter Betrieb Sinn?
Danke schonmal, beste Grüße

von Hans M. (hansilein)


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von me (Gast)


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Johannes R. schrieb:
> Ach ja zwecks sparsamer Betrieb, mach getackter Betrieb Sinn?

Ja, auf jeden Fall
Das Auge ist träge, die LED wird thermisch nicht so stark belastet.
Also lieber höhere Pulsströme, als Konstantstrom.

Du hast allerdings einen Konzeptionsfehler.
Ein voller Akku liegt bei ca. 1.35V
Ein gute Zelle hält bei moderaten Lasten problemlos über 1V.
Meine Akkuempfehlung wäre Eneloop.

Ich würde mir gut überlegen, ob du dir wirklich Buck/Boost antun 
willst...

Was spricht gegen LiFePo oder LiPo?

Sonst finden man z.B. fertig Boost Module um <5€ für Betrieb an einer 
Zelle.

von Bernd K. (bmk)


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Johannes R. schrieb:
> Mit den 3 Akkus komm ich voll geladen auf eine Spannung 3x 1,2V= 3,6 V
> wenn sie aber fast leer sind auf nur noch               3x 0,9V= 2,7 V

Wie schon erwähnt, voll geladen sind es 3x 1,35V ~ 4V

Und leer mit 0,9V zu dimensionieren, ist auch nicht sinnvoll,
zumindest bei hochwertigen Zellen wie den Eneloops. Der Grund:

http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/EneloopAA2000atVariousRates.gif

Bei Entladeströmen <= 1A ist bei 1,1V schon Feierabend, da sind ca.
99,9% der Kapazität entnommen. Weiter entnehmen wäre 'quälen' und
bringt nur ein paar Sekunden mehr Laufzeit und weniger Lebensdauer.

Ergo: Mit Umin 3,3V rechnen Low Drop Regler einsetzen und gut.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Probier mal den Vorschlag von Bernd aus, das dürfte eine gute 
Möglichkeit sein.

Falls es nicht klappt empfehle ich dir einen invertierenden 
Schaltwandler stromgeregelt:
http://en.wikipedia.org/wiki/Buck%E2%80%93boost_converter

von Johannes R. (mechatrix)


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Auf euch is einfach Verlass, Antworten in Windeseile :)

>Meine Akkuempfehlung wäre Eneloop.
Hört sich gut an. LiPo möcht ich nicht da ein extra Ladegerät her müsste 
und falls unterwegs doch mal der Saft ausgeht Standardzellen einfacher 
zu bekommen sind.

>Ergo: Mit Umin 3,3V rechnen Low Drop Regler einsetzen und gut
Würdest du dich nach nem Schalt- oder Linear(spannungs)regler umschauen? 
Und danach muss ich noch ne Strombegrenzung vorsehen, zwecks 
Wirkungsgrad Konstantstromquelle statt Vorwiderstand...?

>Falls es nicht klappt empfehle ich dir einen invertierenden
>Schaltwandler stromgeregelt
Hört sich interessant an, werd mich mal drüber schlaumachen...

Wenn ich möglichst wenig Bauteilaufwand/Kopfzerbrechen beim 
Schaltungsdesign möchte ist aber vermutlich ein fertiger LED-Treiber wie 
der vorgeschlagene
>http://www.linear.com/product/LTC3453
die erste Wahl. Im Datenblatt wird er vorgestellt als Baustein, der aus 
EINER LiPo-Zelle gespeißt wird, spricht was dagegen den mit drei in 
Reihe geschalteter Eneloops zu versorgen (Spannungsbereich passt ja)?

von Bernd K. (bmk)


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Klar würde der LTC3453 an 3 Eneloops funktionieren. Edles Teil.

Aber: Nicht leicht beschaffbar, Platinenlayout (SMD) nicht trivial
auch wegen 1Mhz Schaltfrequenz, Reflow Löten erforderlich.

Da in unserem Fall Uin und Uout wenig auseinander liegen, kann man
gut eine KSQ als Linearregler nehmen und erreicht im Mittel eine
Effizienz um die 80% und auch nachbausicher mit wenig Bauteileaufwand.

Beispiel:
http://www.ledstyles.de/fpost153278.html#post153278

von Johannes (Gast)


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Hallo nochmal,
bin leider die letzten Wochen nicht dazugekommen an dem Projekt weiter 
zu arbeiten, jetzt hab ich aber wieder etwas Zeit.
Bin immer noch unentschlossen und auf ein paar Fragen gestoßen:

>Bei Entladeströmen <= 1A ist bei 1,1V schon Feierabend, da sind ca.
>99,9% der Kapazität entnommen. Weiter entnehmen wäre 'quälen' und
>bringt nur ein paar Sekunden mehr Laufzeit und weniger Lebensdauer

Wenn ich einen Spannungswandler wie den vorgeschlagenen LTC 3453 
Buck-Boost (Eingangsspannungsbereich 2.7 - 5.5V) verwende kennt der aber 
keine Gnade und zieht bis ultimo oder?; würdet ihr deswegen noch einen 
Tiefenentladungsschutz vorsehen, z.B. ab einer einer gewissen 
Reverenzspannung? Sollte man das allgemein bei allen Spannungswandlern 
oder nur bei gewissen Typen?

>Ergo: Mit Umin 3,3V rechnen Low Drop Regler einsetzen und gut.
Damit könnte ich mir den Tiefenentladungsschutz sparen, dafür brauchts 
aber anschleifend noch ne Konstantstromquelle...?

Cheerio

von Harald W. (wilhelms)


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me schrieb:
> Johannes R. schrieb:
>> Ach ja zwecks sparsamer Betrieb, mach getackter Betrieb Sinn?
>
> Ja, auf jeden Fall
> Das Auge ist träge, die LED wird thermisch nicht so stark belastet.
> Also lieber höhere Pulsströme, als Konstantstrom.

Ein weitverbreiterter Irrtum, der durch ständige Wiederholung nicht
wahrer wird. :-(
Gruss
Harald

von ArnoR (Gast)


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>>Ergo: Mit Umin 3,3V rechnen Low Drop Regler einsetzen und gut.
> Damit könnte ich mir den Tiefenentladungsschutz sparen, dafür brauchts
> aber anschleifend noch ne Konstantstromquelle...?

Ja ,den Tiefentladungsschutz kannst du dir dann sparen und nein, es 
braucht keine zusätzliche KStQ weil mit LowDropRegler eigentlich eine 
LowDrop-KStQ gemeint ist!

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